文|七号 - 宋
要問人類發展至今的内驅力是什麽,肯定是追求效率。
汽車發展史就是一部工具提升效率史,從量變到質變,最終達到前人無法想象的高度。就像馬車時代,爲了提升幾匹馬力,我們可以用好幾匹馬一同拉車,但如何都達不到現代汽車千匹馬力的效果。
我們可以簡單地認爲馬力是馬的力量,1 馬力相當于一匹馬每秒鍾把 75 公斤重的物體提高 1 米所作的功
在上一輪的質變中,汽車動力獨領風騷,這一輪的質變就要看汽車座艙了。
其實變化已經在發生,早幾年 10 英寸的中控屏就覺得賊大,現在已經見怪不怪。怎麽把 " 屏 " 做得更大,車載 HUD 會越來越重要。比如飛凡 R7 搭載的視覺增強 AR-HUD 平視系統,這項技術曾被奔馳用來宣傳百萬級的新一代 S 級,如今在 30 萬級别中也能看到。
究竟這項技術是怎麽一步步發展到今天這模樣,未來還有沒有更大的價值,「汽車進化論」系列,今天我們來聊聊車載 HUD。
HUD 能力越大,責任也越來越大
HUD 是平視顯示器的意思,早期是運用在航空器上的飛行輔助儀器,後來才被運用到汽車上。有了它,駕駛者可以減少低頭看儀表的頻率,避免駕駛者注意力中斷,降低事故率。
HUD 的發展不是一蹴而就,1990 年前後就掀起過一波小高潮,先是美國第一款 HUD 在 1988 年奧茲莫比爾 Cutlass Supreme Convertible Indy 500 安全車上亮相,然後同一年日産 240SX 也推出了量産版。
不過這時 HUD 還是可有可無的工具,它隻能提供一個簡單的速度信息,雖然有助于信息的獲取,但信息量有限,并且黑白質感也不夠高級。
信息不夠質感來湊,接下來的一輪發展是在色彩上做文章。
1998 年代号 C5 的雪佛蘭 Corvette 成爲了世界上首款彩色 HUD 量産車型,就像幻燈片和後來的彩色 PPT 一樣,體驗有了明顯提升。2006 年,通用汽車還在其高端品牌車型凱迪拉克 STS4.6 車型上裝備了 HUD 系統,車速信息顯示顔色可随車速改變。
直到 2000 年初,C-HUD 還是很時髦的配置。方向盤前安裝一塊透明玻璃,通過光學圖像三次折射到這塊玻璃上形成圖像。2012 年,先鋒公司首次将導航信息引入車載 HUD,開發出世界上首個應用 HUD 技術的車載導航系統,繼續爲這項技術的服務豐富性添磚加瓦。
不過汽車内飾講究的是一個整體,突兀的顯示屏不美觀,而且遮擋視線。因爲成像距離相對來說比較近,如果發生事故還有可能造成二次傷害。
第二輪是在顯示方式上發起了新挑戰,将汽車逐步從 C-HUD 升級到 W-HUD。
現在主流的方案是 W-HUD,它是通過擋風玻璃作爲投影介質來反射成像。支持更大的成像區域以及更遠的成像距離,效果也更具體。把時速、導航等重要的行車信息,投影到駕駛員前面的擋風玻璃上,駕駛員看行車信息更直接,大大提高駕駛安全。
你以爲這就到頂了,其實我們還在半山腰,HUD 的細節依然有提升空間。根據視覺體驗和信息量的雙重提升需求,AR-HUD 開始走上舞台。
W-HUD 成像距離比較短,一般 2-2.5m;AR-HUD 通常分爲近場和遠場兩部分。近場約 2m,遠場超過 7m。W-HUD 顯示的信息是相對靜态的,與外界的實際情況和真實場景無關,比如車輛的速度,或者簡單的左右轉彎箭頭等。AR-HUD 遠場信息可以與真實場景動态結合,還能附上車道信息,前車和後車,形成了真正的增強現實顯示。
使用 AR-HUD 導航時,可以直接将信息顯示到 HUD 上,并融合實際的路況場景進行顯示,左轉右轉一目了然。更能結合 ADAS 功能,及時預告路況和行人信息。
理想 L9 一大亮點就是取消了駕駛員面前的儀表盤,取而代之的是方向盤正前方提供大尺寸的 HUD 擡頭顯示,并在方向盤上方加入了一個小尺寸的 TouchBar 觸控面闆。
未來一定是二選一嗎?
科技進步之快,我們是不是可以大膽設想,直接取消中控屏,以擋風玻璃作爲巨大投影儀呢?
不排除有這種可能,在一些科幻電影或者未來概念車上,确實整塊擋風玻璃就是一個超大屏幕。2020 年北美消費電子展(CES)上,寶馬 Vision BMW i Interaction EASE 自動駕駛人機交互概念座艙也展示了類似思路。
但這對擋風玻璃要求很高,其實 W-HUD 就已經對擋風玻璃提出了很高要求,若前擋風玻璃爲普通擋風玻璃,HUD 投射圖像會出現重影。改善它,需要将 PVB 膜做成上厚下薄的同時,将玻璃制作成上薄下厚的形狀,使兩平面成像的距離減少,實現像的彙聚。
而且 W-HUD 需要将影像投射到幕布前方,成像距離小于駕駛員目視前方道路的距離。做到這一點可不僅僅是調焦距那麽簡單,必須要提升 HUD 系統内部光路反射距離,因此 W-HUD 體積較大。如果将擋風玻璃作爲巨大投影幕,得在儀表闆内部布置一套尺寸很大的 HUD 設備,儀表闆結構不得不大幅調整。
汽車儀表闆是汽車内飾中體型最大、結構最複雜的部件之一,内部有行車電腦、安全氣囊、空調系統、轉向機構等,所以内部其實很擁擠
從發展趨勢看,更有可能的變化是—— AR-HUD 最先消滅懸浮式大屏,未來将是 AR-HUD+ 一體式多聯屏的天下。
懸浮屏的一大好處更方便駕駛員看屏幕,并且屏幕因爲不需要考慮儀表闆的異形構造,可以做得足夠大。但有了 AR-HUD 後,懸浮屏的價值被削弱。而且架在中控台的上方,會遮擋一部分視野。推動懸浮屏的鼻祖之一奔馳就逐步取消了這種設計,最新的奔馳 EQS 正是采用的 AR-HUD+ 一體式多聯屏。
現在的中高端車型中,也越來越多采用這套模式,比如理想 L9、飛凡 R7 等。因爲這種設計能很好平衡實用、安全、信息量和可靠性等需求。
飛凡 R7 搭載 43 英寸寬幅真彩三聯屏,AR-HUD 平視系統視場角高達 13 ° *5 °,1920*730 高分辨率,可直觀顯示車道級實景導航、實時 ADAS 等信息。而且具備了網紅景點等 POI 信息推薦及駐車環境下的巨幕觀影功能,這種具體場景的功能植入很好拿捏了用戶需求。
它的三聯屏采用一體式玻璃封裝設計,三塊屏幕包括了 15.05 英寸的 AMOLED 中控屏、12.3 英寸的 Mini LED 副駕屏、10.25 英寸的 Mini LED 儀表屏。
其中,12.3 英寸副駕屏除了能提供豐富的影音娛樂功能之外,還能實現視頻信息、目的地設置一鍵同步,輔助駕駛員設置行程路線;10.25 英寸儀表屏可關聯車燈、車門狀态,顯示跟車距離、自車狀态等信息,支持交通參與者、障礙物、對應車道線等場景感知顯示。
當然,并不是說一體式封裝屏就屬于技術落後的産物,它還在不斷升級中。
就像落地窗比一般窗戶維護難度大一樣,汽車采用超大封裝屏幕特别考驗防塵、耐震能力。
除了可靠性維度,我們消費者最直接、最快感知的,是它基本取消物理按鍵,所以 HMI 設計和體驗會非常重要。比如受到陽光直射後,顯示屏能否達到和物理按鍵一樣的可識别度,像飛凡 R7 采用的 Mini LED 屏幕是采用 Local Dimming 技術,可以達到 ( 1000000:1 ) 的超高對比度,進而實現 0nit 的黑(黑色更黑),對用車生活更友好。
結語
汽車動力還能不能突破,我們現在沒有太多想象空間。但汽車座艙可不是,它正處在極速變革中。可以預見,車載 HUD 會在汽車上扮演越來越重要的角色。
那 AR-HUD 會不會幹掉中控大屏?
正如盧梭說:" 上帝創造了我,然後把模子打破 "。
大師用一個浪漫的表達,傳達了一個樸素道理——任何人都是獨一無二的存在,每個人都有自己獨特的地方,都有自己獨特的價值。不過汽車産品設計其實有些 " 冷酷 ",如果你不夠新穎,甚至一些缺點還會造成不利影響,是很有可能被取代的,正如懸浮屏越來越不酷了一樣。
說回來,這對我們消費者是一個好信号,汽車上的每一個功能都是精雕細琢的産物。未來汽車 AR-HUD 和一體式多聯屏雙線發展,肯定會非常精彩。