#HUD
矽谷的 AR 夢想,被華為實現了,但不是在眼鏡上
智能汽車的 AR-HUD,完美詮釋了什麼是「增強現實」。下周,台北時間 6 月 10 日凌晨,蘋果 WWDC2025 即將正式開啟。本屆開發者大會最引人注目的,就是蘋果全部終端的 OS 系統不僅統一稱為「26」,而且在這個「26 宇宙」中,所有的 UI 將和 Vision Pro 看齊。Apple Vision Pro 售價超過 2 萬元人民幣|圖片來源:Apple為什麼是 Vision Pro?這個售價超過 2 萬元人民幣的 MR 頭顯,不僅售價高昂,而且銷量折戟。之所以蘋果依然要拿 Vision Pro 的 UI 說事,還是證明矽谷巨頭們,對於 AR(增強現實)的心未死。從蘋果、Google到 Meta,製作出真正能普及到主流人群的 AR 眼鏡,一直是一個「望山跑死馬」的聖盃。矽谷公司多年追求未果的 AR,現在,可能在另一個場景,被實現了。6 月 5 日,小鵬攜手華為,曝光了最新的「追光全景」AR-HUD,不僅將真正的 AR 效果和優秀的顯示結合,讓車道級導航反饋和顯示成為 HUD 的新標配,也讓 AR 這個科技公司渴求的技術,在車內這個場景率先落地。01 HUD,狗都不用HUD 抬頭顯示,這個多年前只有高端車型才配備的功能,現在幾乎已經成為新能源車的標配。「五屏聯動」是近年來車企宣傳車內螢幕數量足夠多的常用 Slogan,其中的一屏指的就是 HUD。理論上 HUD 能顯示車速、檔位等簡單資訊,現代 HUD 又加上了路口、甚至地圖等資訊,讓駕駛員不用低頭看儀表盤或者中控大屏,也能掌握目前車輛的重要資訊。看似非常實用,但其實很多使用者對於 HUD 這塊「屏」,並不十分感冒。習慣養成還在其次,目前的 HUD 亮度不夠、顯示面積小以及資訊 UI 不佳,讓它成為車內最雞肋的一塊屏。以筆者的經驗,對於車內 HUD 最大的嫌棄在於,一旦戴上偏光鏡,能看清的 HUD 少之又少,索性直接將其忽視。而在小鵬「追光全景」AR-HUD 發佈會上,明顯可以看出新產品已經將上述痛點徹底解決。華為智能車載光團隊研發的車規級成像模組|圖片來源:華為根據華為車載光團隊透露,小鵬 G7 上搭載的 HUAWEI XHUD 解決方案中,新的成像模組,已經能將 HUD 的亮度推至 15000nit,同時將解析度拉升至 1920x1080、視場角擴大至 13°*5°,相當於 10 米遠處投射出 96 英吋畫幅。最高亮度提升,意味無論是戴偏光鏡還是正午十分,駕駛者都能看清 HUD 上的資訊;而視場的擴大和解析度的提升,則意味 HUD 能進行「車道級」的顯示,和更多重要資訊的提示。這兩點其實也是 AR 行業一直在關注的,畢竟,在眼鏡片這樣方寸之地進行顯示,效果必須足夠出眾,才能讓大眾接受。但是,僅僅提高亮度和可視範圍,只是解決顯示和成像端的難題,這款「追光全景」AR-HUD 還只能算是個「更亮的 HUD」。讓它真正配得上「AR 增強現實」這個名稱的,恰恰是最難的——對於現實世界的即時感知和反饋。02 AR 眼鏡,在智能車上落地了蘋果的 Vision Pro 要賣 2 萬元以上、Meta 的 Orion 原型機甚至沒法標價,其中的原因就是兩款眼鏡上都配備了大量的攝影機,用來對現實世界進行掃描和感知,來讓眼鏡中顯示的元素,能完美貼合現實世界。如果單純追求顯示效果,Meta 多年前推出的 VR 頭顯,同樣能讓使用者滿意,不過後者就只能處於「睜眼瞎」的境地了。從硬體角度分析,目前的終端處理器和電池,尚不能支援眼鏡這樣輕薄形態的產品,實現長時間的即時世界感知和反饋,這與其說是投入問題,不如說是基礎物理和材料學問題。而在車載環境中,處理器和電池這兩個弊端,反而成了智能車率先普及真 AR 的強項。「追光全景」AR-HUD 能實現真正的車道級 AR 導航|圖片來源:華為正確且即時地認知現實,並能精準將元素還原到現實中,挑戰極大。這也是為什麼,小鵬的「追光全景」AR-HUD 演示中,當看到 HUD 中出現的「出匝道」、「並線」等導航資訊,能和現實中的道路完美貼合時,會讓人們感到「Aha Moment」的誕生。從某種意義上說,HUAWEI XHUD 解決方案,就是給駕駛者在擋風玻璃上造了一副「AR 眼鏡」。就像鋼鐵人 Tony Stark 的頭盔一樣,AR 元素並不是簡單地出現在 HUD 上,而是和現實中的道路貼合。要實現真正的 AR 導航,除了需要多感測器配合,相關的圖像引擎同樣必不可少。HUAWEI XHUD AR 構圖引擎整合了華為自研空域演算法和低時延即時渲染演算法,能夠根據車載感測器獲取的物理世界資訊,即時渲染生成的輔助駕駛、導航等資訊,通過對齊空間坐標實現與實景的完美貼合,呈現於駕駛員眼前。以當時發佈會上的演示為例,從高速公路駛入匝道時,導航圖示隨著車頭同步調整,這樣圖示與物理世界中的目標方向就會發生偏差,而華為 XHUD AR 構圖引擎能夠通過車載感測器即時感知車輛狀態及外部世界的資訊,並即時調整導航圖示的位置和形狀。無論車頭狀態如何變化,AR 導航的光毯都始終指向真實世界的目標方向,大幅提升 AR 導航的體驗。另外,和 AR 眼鏡使用場景不同的是,真實車輛在行進時不僅有即時變化的速度,同時因路面不同還會出現顛簸,這就要求 AR 構圖引擎必須能「跟上趟」,而且要防顛簸,不然就會出現延遲甚至錯報。AR-HUD 可以清楚提示夜晚「鬼探頭」物體|圖片來源:華為HUAWEI XHUD AR 構圖引擎採用自研軌跡預測演算法時延補償演算法,能夠根據車輛的行駛狀態智能預測真實位置變化,並對顯示的 AR 圖示進行時延補償。通過這套演算法,AR-HUD 能在 200 毫秒內對車輛狀態和外部物理世界的變化做出響應,使 AR-HUD 畫面始終與物理世界精準貼合。如果只是能即時反饋道路,並將正確的導航資訊投送到正確 HUD 位置,那其實就浪費了當下智能車在輔助駕駛方面的真正能力。當智能輔助駕駛系統的資訊,可以即時在 AR-HUD 上呈現時,才真正讓司機在不用看中控屏的情況下,始終保持對道路各方面的「全知全能」。上圖中夜晚道路旁格外難防的「鬼探頭」,AR-HUD 就可以以紅色三角標進行提醒;同時,出入匝道、地圖資訊以及停車地點,在 HUD 上顯示,能更好地更立體地對駕駛員進行引導,讓行車更加安全。03 AR-HUD,與 AR 眼鏡共進化正像矽谷的 AR 眼鏡夢想,已經做了 10 多年,作為這次小鵬發佈會上 AR-HUD 的解決方案商,華為智能車載光團隊同樣積累了多年經驗。從 2019 年成軍到 2024 年併入華為智能汽車解決方案 BU,團隊將華為在 ICT 時代積累的光晶片、光系統和光演算法等技術,用於汽車行業中。和華為智能汽車解決方案 BU 將鴻蒙座艙、鴻蒙智駕等技術引入行業一樣,目前已經有上汽飛凡 R7、小鵬 G7 等車型,和問界 M9 一樣,採用了這套 AR-HUD 技術。根據團隊透露,目前有超過 20 款各家車企在研車型,也將採用 HUAWEI XHUD 方案。而就像 AR 眼鏡行業依然在和光波導等技術較勁一樣,華為智能車載光同樣在研究全息光學元件(HOE,Holographic Optical Elements)、光波導(Optical Waveguide)等技術路線。可以預見的是,隨著技術不斷迭代,真正的 AR-HUD 將成為未來智能汽車的新標配。 (極客公園)
小鵬華為聯手!這項新技術即將一統江湖?
就在前兩天,小鵬汽車發了一條微博:“這個行業很久沒有眼前一亮的變化了,改變從現在開始!”言外之意,小鵬即將和華為聯合搞個大的。這一下激起很多網友遐想,什麼“投華一念起,剎覺天地寬”的調侃層出不窮。不過,這所謂的“改變”其實早就透題了:雙方即將針對HUD展開合作!果不其然,在第二天的小鵬汽車發佈會上,就官宣小鵬G7將首發搭載“追光全景”抬頭顯示,該技術由小鵬汽車與華為乾崑智能聯合打造。簡單來說,小鵬和華為的合作,是前者負責軟體,後者負責硬體,針對AR-HUD普遍存在的不足,進行最佳化和創新。目標也非常明確,劍指“世界上最優秀的汽車抬頭顯示系統”。那麼,HUD和HUD之間到底有啥不一樣?會不會徹底改變未來的座艙生態?今天,我們就來好好聊一聊。01. 為何要革HUD的命?老規矩,聊技術前先來個名詞解釋:所謂HUD就是Head Up Display,直譯“抬頭顯示”。它的本質,就是把儀表盤上的資訊以光學投影的形式投到風擋玻璃上,從而讓駕駛員更多地直視前方,大幅減少低頭看儀表盤次數,以提升安全性的一種新技術。(感興趣的小夥伴,可以再回顧一下這篇科普文:儀表盤印在擋風玻璃上?這項技術是黑科技還是智商稅?)最早的HUD是從飛機下放到汽車的,畢竟飛機更加側重安全性能。上世紀80年代,HUD就已經在民航客機上大規模應用了,車載HUD要到近幾年,才大規模普及。原因也很簡單:要想讓風擋玻璃能看清投影,不僅投影和玻璃都得特製,還要在儀表台中挖出一大塊,一定程度上侵佔駕駛艙的空間。無論是高昂的製造成本,還是對於“寸土寸金”的車內空間來說,都是巨大的浪費。也因此,HUD在很長一段時間裡都是豪車配置,而且還要加不少錢選裝。好在隨著科技進步,如今的HUD成本已經相對可控,逐漸下放到了十幾萬的家用車上;HUD的顯示資訊,也越來越豐富——不僅從早期的單色到了後來的彩色,投影的清晰度、亮度也都有大幅度的提升,甚至還衍生出來了根據導航、和實景結合的AR-HUD,視覺效果十分酷炫:只不過,現階段相對低成本的HUD,依然存在著不少問題。最關鍵的一點,就是因為解析度低、亮度不夠,反而會讓駕駛員看不清——就好比用56吋電視看480p的電影,只剩下“朦朧美”;與此同時,如果高度、角度、成像距離等參數設計不合理,也會導致視線要頻繁在路面和HUD之間切換,反而加劇了視覺疲勞和駕駛疲勞。因此,即便HUD已經開始普及,但2024年的市佔率剛剛突破16%,離成為標配還有很長的路要走。。小鵬在發佈會上也表示,之前部分車型沒有搭載HUD,就是因為體驗不好。而這一次要在小鵬G7上把HUD拿出來,就是因為找到了“劃時代的AD-HUD”那麼,小鵬和華為聯合開發的“追光全景”抬頭顯示,到底好在那?簡單來說,“追光全景”是在HUAWEI XHUD的硬體基礎上進行開發的,此前在問界M9、尊界S800等車型上已有應用,顯示效果也獲得了使用者們的一致好評。作為最早在AR-HUD上使用LCoS技術的供應商,華為擁有自研車規級LCoS晶片,產品具備視野面積更大、清晰度更高、色彩更豐富、顯示資訊亮度更高的優勢。另外,華為還自研了AR構圖引擎演算法,以應對HUD顯示資訊抖動、延遲的問題。軟體方面,小鵬汽車則將HUAWEI XHUD與G7進行了深度適配。一方面,他們打通了小鵬XNGP的導航資料、以及整車功能,都能用AR-HUD顯示;另一方面再配合上智駕3D OCC技術,讓AR-HUD原本的箭頭指示,升級為貼合真實路面的AR光毯。一頓操作後,“追光全景”抬頭顯示能呈現給駕駛員的,就不僅僅是一些儀表屏上的車速、續航、箭頭導航了,而是AR光毯指引+小地圖導航+預警標註。如果開啟XNGP,則輔助駕駛系統變道、超車等決策理由也會一併顯示出來,主打一個讓使用者安心。從發佈會展示的情況來看,“追光全景”抬頭顯示的最終效果,特別像是RPG遊戲裡的主角跑圖,真實感和體驗感都有了。然而,這邊小鵬在聯手華為準備重新定義HUD,另一邊的友商們卻在研究新花樣,想要取代HUD!02. 百花齊放!前段時間,小米YU7上就發佈了這樣一塊“天際屏”。同樣是基於安全性考慮,AR-HUD的目的也是通過將駕駛所需全部資訊,都投射到前方擋風玻璃上,來達到駕駛員視線不脫離路況的目的;只不過,小米的天際屏是在前方擋風玻璃下方用三塊MiniLED屏組成連屏,從最終效果看相當於把下放一小條擋風玻璃“塗黑”。顯示出來的資訊雖然比傳統的HUD要靠下(也就是視角會更近),但依然處於駕駛員的視線範圍內。它最巧妙的地方,在於徹底杜絕了天氣對顯示效果的影響——既然外界太亮、HUD就會看不清。那乾脆把背景塗黑,不就解決問題了嗎!相比HUD佔滿駕駛員視野、各項資訊“飽和式”供應的風格,天際屏的風格似乎要更加簡潔,也支援自訂(有些高級的HUD也支援簡潔模式)。當然,除了HUD和天際屏之外,也還有其他的互動方式。就比如想要簡潔一些,可以選理想的方向盤MINI互動觸控式螢幕:想要簡潔到極致,還有特斯拉復用中控屏的“中置互動”:想要資訊更豐富,寶馬新世代車型搭載的BMW全景iDrive,也是不錯的選擇。在這套方案裡,不僅前擋風玻璃下方被“塗黑”以顯示自訂資訊,同時還有前擋風玻璃上方的3D HUD打配合,相當於“追光全景”抬頭顯示+小米天際屏的組合。如果這些都不滿意,還有新方案!騰勢N9就採用了摺疊寬螢幕的形式,看上去有點像是5聯屏。只不過這裡的連屏就跟前擋風玻璃就沒關係了,最側面的兩塊在門板上為電子後視鏡服務,起補盲作用;如果把還沒量產的車型也算在內,奧迪的grandsphere概念車就更酷炫了——直接把大屏用投影的方式融入了內飾的大尺寸木台上,主打一個高級。前段時間上海車展上的奔馳Vision V概念車,也展示了“私人休息室”的設計方案:後排一塊藏在地板裡的4K“大電視”,車門關閉時自動升起,提供沉浸式娛樂體驗的同時,還能起到隔絕駕駛室與休息室的作用。而這些科幻功能,很有可能隨著技術迭代走進現實,和大家面對面!03. 變革進行中無論HUD也好、天際屏也罷,其實都是HMI設計的一部分。所謂HMI,指的就是人機介面。汽車HMI設計的終極目標,是讓人和汽車之間的配合流暢、如臂使指。在汽車發展的100多年裡,HMI設計更多是以實體按鍵的形式出現的。只不過隨著電子技術飛速迭代,汽車的HMI設計也在悄然發生變化。進入智能化時代的汽車,功能變得前所未有地豐富,密密麻麻的幾十個按鍵都根本不夠用。正如觸屏手機取代按鍵機,用電子提供多樣化的控制組合,才是唯一的出路。由此,帶來了一連串的影響,很多東西也就隨之而變了。比如在古早時期還沒有導航,如果出遠門開長途,副駕駛是真的要作為“第二駕駛員”出現,幫主駕駛看路牌、看地圖指路的!但如今,這項功能早已被車機替代,甚至說一句“我要去XX”就能自動規劃最優路線,沿途那裡有充電樁和加油站都會標得明明白白。正因如此,副駕駛前方才會多出了副駕娛樂屏,替副駕駛打發無聊的出行時間;零重力座椅,也只不過是讓旅途變得更舒適的工具罷了。類似的變化還有很多,而唯一不變的,就是HMI設計首先要保證駕乘安全。在這個意義上,AR-HUD也好、天際屏也罷,都是對既便於駕駛員用車、又能提高行車安全的一種探索。站在它們剛推出的時間節點,很難說誰對說錯、誰更合適,抑或它們都不是正確答案。唯二有資格作出判斷的,一是使用者,二是時間。或許在未來一段時間裡,我們很可能會見到基於HUD這項功能,而產生的不同進階解決方案。技術在進步,HMI設計方案自然也會發展。只要汽車還在路上跑,還沒有被新的交通工作所替代,汽車行業的變革就永不會停止。而你我,也都會成為受益者。 (電動車公社)