把 AR 技术用在车载 HUD 上，未来黑科技是怎么做的？

AR HUD 概念图

提到光场显示，人们自然想到那家神秘的 Magic Leap，但未来黑科技的工作人员告诉雷锋网(公众号：雷锋网)，“那条 Magic Leap 用特效做出来的‘鲸鱼’，我们可以真正实现”。

今年年初，未来黑科技公司把自己研发的光场技术搬到了 CES 上，跟我们印象中的 AR 眼镜不同，他们带去的是一个体积特别大的展示设备。站在设备前方，我们可看到，悬浮在空中的二维画面和数字，不需要佩戴眼镜或是其他设备。

按照未来黑科技创始人徐俊峰的说法，“既然公司叫了这个名字，就得有点‘黑科技’”。

这是家怎样的公司？

后装百路达 HUD 产品

说起AR/VR 设备，徐俊峰颇为熟悉，公司对于全息、光场技术有一定的积累，但他们创业的方向并不是 AR/VR 眼镜或相关产品，而是车载 HUD（抬头显示系统）。

徐俊峰告诉雷锋网，开始创业的时候想做 AR 眼镜，2015 年初跑去美国参加 CES 展会，看到了 ODG 的 AR 眼镜，后来微软的 HoloLens 也在当年 1 月份发布。当时，国内不少厂商山寨谷歌眼镜，但他感觉显示效果差、技术门槛低，竞争会很激烈，不适合初创公司。他回忆道，“当时很多人在做这个事情，做得也不是特别好，特别盲目”，想做“世界第一黑科技”的情怀也慢慢趋向理性。

彼时，VR/AR 行业深受资本青睐，虽然非常喜欢 AR 眼镜，想做一款 AR 眼镜来替代手机等移动终端，但徐俊峰觉得 VR/AR眼镜短期很难大批量卖出去，而且产业链还不够完善。同时，他看到了车载 HUD 这块市场，而且车厂资金雄厚，可以负担得起研发成本，只不过在当时看来，HUD 的市场前景也并不明朗。纠结之后，他最终决定先把产品中心放在 HUD 上，等赚到一些钱，再考虑是否要做 VR/AR。

幸运的是，比起 AR/VR 头显或眼睛镜的出货量，如今车载 HUD 产业发展要好的多，尤其是 AR 技术与传统的 HUD 相结合，让 HUD 的应用场景有了更多可能。

雷锋网此前在文章中指出，根据权威行业分析机构 IHS 预测，2017 年汽车供应商在汽车显示系统市场的全球业务营收将猛增 17 个百分点，达到 116 亿美元。同时，中控、仪表板以及 HUD 将共同推动汽车显示系统市场全球营收额从 5 年前的 92 亿美元增长到 2022年的 208 亿美元。截至 2020 年，车载 HUD 市场出货量将达 910 万台。

另外，今年 3 月阿里领投瑞士 AR 汽车导航公司 WayRay。特斯拉挖走了微软 HoloLens 的设计师，大众汽车也透露将在 I.D.电动车型上搭载 AR HUD，并计划于 2020 年投产。

从 2016 年下半年开始，徐俊峰发现 才确认HUD 这个产品很有市场前景。不久前，他们宣布完成千万美元的 A 轮融资，由凯辉基金领投，软银中国与壹号资本等跟投。

什么样的产品能称为AR HUD？

目前，未来黑科技的产品分为前装 HUD 和百路达后装 HUD，前者是他们的重点产品，后者产品现在已经完成，正在内测，但还未上市。

按照光路的不同，HUD 可分为 CHUD（Combiner HUD 组合型）和 WHUD（Windshield HUD 挡风玻璃投射型）。后装 HUD 属于 CHUD，比如Navdy和车萝卜，在车上放置一个额外的屏幕，显示方案也多为投影或TFT。前装 HUD 则是现下大家更为关注的领域，把图像显示直接投射到挡风玻璃外，显然是更好的方案。

徐俊峰觉得一个 HUD能 不能叫 AR HUD，这得看视场角是不是够大，能不能达到增强现实所需覆盖范围。一代 HUD 视场角在 5 度左右，投影距离为约2 米，显示尺寸 4-8 寸，他把其类比为诺基亚功能机；二代 HUD 视场角为 10 度左右，投影距离为约3米，显示尺寸15-20 寸，他认为这属于智能车载显示器，把其类比为智能手机；第三代 HUD 视场角大于 50 度，实现全车窗信息显示，他将其类比为 AR 眼镜。

徐俊峰表示，用挡风玻璃直接来做反射成像效果很差，畸变严重而且画面很不稳定，而车厂最初设计汽车及挡风玻璃的造型时，一般会需要考虑 ID 造型、风阻以及和雨刷器的配合等，受诸多限制，设计师不会为光学显示效果而妥协玻璃的造型。

“挡风玻璃是不规则的自由曲面，所以 HUD 需要在光路里面布置另外一些不规则的自由曲面光学部件，用以弥补由于挡风玻璃的不规则而导致的各种像差，从而让驾驶员看到优质、稳定的画面。”

他谈到，这跟 AR 眼镜 Meta II 的自由曲面成像有些类似。

AR 眼镜中眼睛和自由曲面的相对位置固定，设计起来相对容易一些；而考虑到人的身高和移动，HUD 要求眼睛在较大的范围内都能看到优质而且稳定的画面，设计起来更加困难。此外，当画面变得越大，挡风玻璃参与成像的自由曲面区域也会变得越大，光学设计就会越困难；另外，画面的亮度，系统的散热和产品的体积也是HUD设计中很大的挑战。

明年，他们将量产一款 17 寸左右的 HUD，视场角为 10 度左右，跟合作的车型一起上市。

至于他口中的全车窗 AR HUD，现在还处于 Demo 样机阶段。未来，全车窗 AR HUD 可以识别道路和标志，并且画面成像的距离跟开车时的视野距离一致，科幻感很强。不过，要到真正落地，徐俊峰说“需要有客户和我们一起联合研发推出相关车型，最快也得 5 年以后”。

空气中悬浮的图像

那么，回到前文，裸眼全息图像显示到底是如何实现的？实际上，尽管画面成像悬浮在空中，但下方却有一个较大的设备，“设备中的显示屏背后有好多发光点，这些发光点往显示区域发射光线，光汇聚到一起又会发散开，观察者要站在这个显示区域的后面看”，便能看到画面。

也就是说，你需要站在特定的范围内才能看到这些成像，雷锋网尝试蹲下，成像便出现不完整。

显然，作为技术储备之一，这跟 HUD 没有太大的关系。商业化方面，他们近两年会将重点放在前装 HUD 上，之后还要看市场的发展。他们还在不断研发其他新技术，如基于深度学习的车载增强现实技术。

2018年初，他们还将前往 CES，也准备把一些 最新的产品带去展示。

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