王洋昔：抬头显示器的投射技术困境是纸老虎

如果小伙伴们已经在自己的爱车上安装上了HUD（抬头显示器），那么不知道大家是否发现了它一系列的问题。比如说投射成像的清晰度、实用的应用、放置的位置、升级换代时要整套的更换等等问题。但是在这些问题中，无疑HUD的增强现实的效果是我们最为看重的，那么有没有其他一些技术可以改进现在HUD的投影方式？答案是肯定的，在智驾君（微信公众账号【smartrides】）对激光投影技术、DLP技术等作了深度了解之后，对德州仪器DLP中国区业务经理王洋昔先生进行了访谈。

DLP技术究竟是怎样的技术？

“DLP技术已成功应用于数字影院，投影机及微型投影等产业。作为一种极其灵活且可编程的光控管理器件，DLP在工业和汽车等其他领域也有巨大潜力和机会，其中就包括针对车载的平视显示应用。关于DLP芯片的工作原理，以手头的DLP微型投影芯片为例，其核心是一个微镜阵列。如果我们将其放到光电显微镜下观察，你可以看到它其实是一个排列整齐，由众多更细小微镜组成的阵列。

微镜是一种微机械电子部件，其有两个稳定的微镜状态（对于大多数现有的DLP芯片而言，这两种状态对应为微镜偏转在正12度角和负12度角），此类状态由运行期间微镜下方内存单元所存放的数据所决定。微镜表面由具有非常高反射率的铝金属制成，当有一束外部光照射到微镜上时，微镜的两个偏转状态会将光反射偏转到不同角度上。

微镜有两个显著的特点：1. 微镜的尺寸非常细小，每个微镜边长在数个微米等级；2. 微镜的偏转速度很快，在数个微秒的时间内即可完成状态的转换。当DLP技术用于投影显示时，DLP芯片将数字图像转换为对应的微镜物理状态改变，结合配套的DLP光学模块及光源，从而投影出所需的画面。DLP芯片可以和广泛的光源配合，而且无光源极性要求。在传统投影机产品中，往往搭配的是超高压汞灯光源；在微型投影及平视显示等领域，厂商往往选择LED光源；目前在很多投影机产品中也涌现了大批采用激光光源的DLP投影产品。”

在王洋昔的介绍中，智驾君觉得德州仪器DLP技术的DLP芯片技术与传统的DLP技术相比的话，减少了传统的DLP技术中的利用色轮把图像光源转换为RGB的整个部分，而是可以直接支持使用RGB激光技术来达到投影成像。

DLP技术能领先LED排列多久？

我接触到了很多平视显示器，它们最基础的还是用LED灯去排列。那么，这样的排列与DLP技术相比，DLP技术能够领先LED灯排列技术多久？

“平视显示其实并不是一个新东西，应该说有一段时间了。在战斗机中，平视显示已被应用于辅助战斗飞行员驾驶和作战，从上世纪80年代开始，汽车厂商就已开始尝试将其导入到汽车中来。

从我了解到的情况，驱动车厂考虑平视显示的最初驱动力是驾驶安全性，因为辅助驾驶信息可直接从映射到道路上的平视显示中获取，而无需驾驶员转移视线到仪表盘或者中控上，从而降低了驾驶员走神的时间。随着平视显示技术的发展，更大视角的显示成为可能，平视显示不仅能提供必要的辅助驾驶信息，而且未来能结合车载相机完成现实增强等更先进，更能提高驾驶安全及驾驶乐趣的体验。而TI相信这正是DLP技术能给平视显示带来的 – 更大显示视角，能呈现更丰富的显示内容及符合车载要求的成熟可靠解决方案。

”

就像王洋昔在谈话中讲到那样，抬头显示器的本质是为了提高人们的驾驶安全的系数，这是抬头显示器的所有改进里永恒不变的前提。但是正如智驾君所认为的，抬头显示器只是一种显示数据的方式，在此基础之上可以对投影技术的要求，改进投影技术。正如捷豹路虎想做全屏的虚拟显示技术，丰田要做3D版的HUD等等。

什么才算是真正的抬头显示器呢？

就目前市场上各种各样的抬头显示器，未免会使消费者难以选择或者混淆，那么什么才能算得上是真正的抬头显示器呢？

“汽车是一个非常苛刻的使用环境，如果你真的要做到汽车里面，你需要做的是一些车规的认证，这里面很重要的是温度，零下40度到85度，甚至更极端。还有就是振动和长时间的可靠性。汽车抬头显示是有很多种类的，大致可以分为三种。第一种是直接用挡风玻璃作为一个反射的介质。第二种是在驾驶员的前面立起来一张透明的屏，用它来做一个反射的介质。第三种则是各种后装解决方案，有用LED屏的，有用简单投影技术的，更甚者还有直接用手机结合挡风玻璃做映射等。

 

我们通常会把第一种和第二种叫做真正的汽车平视显示。第一种和第二种应该说更多地用于前装市场的，也就是车出厂的时候作为一个标配。所谓的真正汽车平视显示，一般要求所产生的像是呈现在道路上，而非聚焦于车内或挡风玻璃上。，这是有很深的意义的。如果图像聚焦于车内，你只是解决了人眼不再需要物理的移动眼光到中控或者是其他地方，但是人眼还是需要做聚焦的调整。比如你看道路远方25米甚至30米，要把人眼聚焦回来，到近处的挡风玻璃上，它对驾驶员还是一种负担，所以真正的汽车抬头显示或者是车厂谈的汽车抬头显示更多的是虚拟成像在道路上，这是他们关心的一个重点。所以我会把前两种叫做真正的汽车抬头显示。

 

第三种为代表的就是一些很简单的。正如百度最近有出一个手机的App，叫HUD模式，直接把手机摆在你的车前面，挡风玻璃有个影子就出来了，就是黑白高亮的模式，而且我们还看到很多题词器类型的，利用一些液晶黑白的来做简单的速度的显示。

 

但是通常我们会把前两个看成是前装汽车平视显示未来的方向，而第三种，你可以把它称为汽车平视显示，但是它实现的功能或者是它能够做的事情和真正这些车厂追求的还有很大的距离。

“

对于王洋昔提到的这三种抬头显示器，智驾君之前都有接触过。前两种无论是前装还是后装，在数据显示的效果上都要远远的优于第三种。但是，如果对于只是想要单纯的体验一下抬头显示器的乐趣，那么第三种还是不妨一试的。前两种的发展前景相对于第三种来说，也是充满了各种各样的可能性，厂商的机会也更大一些。

能否更具体的谈一下？

对于这三种抬头显示器，分别也都是前装市场和后装市场中的常见类型，那么就这三种抬头显示器，做个深层次的分析？

“我给抬头显示器的定义是需要成像在道路上，虚拟成像。它会分为两类，一个是前装市场，前装市场的代表是挡风玻璃，它的一个代表像纳智捷，还有路虎览胜，还有雪佛兰。这是一类，是做前装市场的。还有一类是做后装市场的。

 

但是他们共同的特点都是虚拟图像到道路上，而不是在挡风玻璃上，或者是在近处实现这个像，这是它一个本质的区别。真实的虚拟形象的抬头显示，它的工作原理是很简单的。

 

汽车抬头显示其实和常规的显示是不太一样的，你很难用尺寸来衡量，原因是它是一个虚像。它是成一个虚像在道路上的，所以它是用的视角来衡量，也就是说它占据了你眼睛视角多少的角度。通常在宽度上，比如说12度角，垂直角度是3度角，这样的一些概念。

 

还有一个重要的概念，叫成像距离，这个有2米的，有10米的，或者有零点几米的，成像距离通常是汽车抬头显示几个关键的指标，或者是评价这个显示系统的一种不同的评价方式，不是用屏幕的尺寸来衡量的。

 

最后就是视角的问题。其实这个角度受局限更本质的原因是受制于整个显示的亮度不够。汽车是一个非常复杂环境的场景。你这个汽车抬头显示既要在烈日当头下能看到一些画面，又要在黑暗的环境下看到的画面感觉不刺眼，其实它对亮度要求很高，而且对动态对比度要求很高。最大的亮度就决定了它的可视角度。之前您谈到的已有的技术，它做的视角是比较狭小的，就是受限于整个的亮度。但是DLP技术就能够解决这样的问题。“

全息抬头显示器会成为现实吗？

丰田研制了3DHUD，电影中的那些酷炫的显示慢慢向生活在不断的靠拢，那么，从技术角度来看，您认为抬头显示器的全息显示效果有一天会出现在我们的真实汽车中吗？

“很多人都在讲这个，但这个话题有超出我的知识范畴在早些时候我见过用水幕实现的，我还见得过用DLP配合旋转屏幕实现的全息，但是这样的技术要怎么导入到汽车里面？我个人还不是很了解。每个人都希望拥有这样的技术。我也不例外。就像《钢铁侠3》中所呈现的那样，也许二十年、三十年以后那就不是梦了。“

智驾君说

正如在谈话过程中王洋昔先生告诉智驾君（微信公众账号【smartrides】）的那样，HUD虽然现在有很多家公司和厂家都在做，但是究竟什么是抬头显示器，可能对这个每个厂家的理解也都是不同的。就市场来说，如果拿国内的市场和国外的市场进行对比来说，占据市场的主要也都是前装市场中的HUD，也正如之前智驾君所说，HUD的后装市场需要想办法来和原车契合，还有要吸引更多的眼球来关注。

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