HUD這個配置想必大家都不會陌生，它通過投射在擋風玻璃上的圖像來顯示車輛信息，防止駕駛員行車途中因為查看相關信息而發(fā)生危險。大部分的HUD只能顯示車速等基礎信息，不過隨著近幾年科技的發(fā)展，類似游戲畫面、將實景與車輛信息結合的AR-HUD已經裝備在部分車輛上，看起來跟科幻電影越來越接近了。那么大家經常使用的HUD種類都有哪些，未來它真的會取代傳統(tǒng)儀表盤嗎？

● 聽說跟戰(zhàn)斗機是同款？

抬頭顯示系統(tǒng)HUD（Head-up display）早期確實應用于軍事領域，早在二戰(zhàn)期間就已經有武器和戰(zhàn)斗機瞄具使用了這種科技。在戰(zhàn)斗機上主要是將數據參數、雷達信息、瞄準器等顯示在戰(zhàn)斗機的座艙罩或透明板上，讓飛行員在不低頭的狀態(tài)下就可以了解到所有信息，精準快速的應對戰(zhàn)場變化。后期隨著科技的發(fā)展，飛行員逐漸裝備了HMDS頭盔顯示器，使用起來更加便捷。

1988年，通用汽車首次在汽車上應用了HUD，當時HUD系統(tǒng)顯示的信息還是單色的。此后，HUD系統(tǒng)逐漸被裝備在一些高端車型上，顯示效果越來越出色，信息也慢慢豐富起來。

其實HUD本質上是一個光學器件，工作原理與大家常見的投影儀差不多，就是將跟車輛相關的信息投影到駕駛員前方，達到無需低頭即可查看的效果。其主要由圖像生成單元（PGU）和光學顯示系統(tǒng)兩大部分構成，圖像生成單元用以生成HUD輸出圖像，光學顯示系統(tǒng)用于顯示圖像。主要的原理是離軸三反射鏡光學系統(tǒng)，即圖形顯示器（PGU）產生圖像——小反射鏡（fold mirror）折轉光路——大反射鏡（rotable mirror）反射放大——風擋玻璃反射進入人眼成像。其中圖像生成單元PGU（Picture Generation Unit）是HUD最核心的部件，而PGU是HUD的核心技術壁壘，其技術路線主要有TFT-LCD、DLP、LCOS和MEMS-LBS（過于枯燥，我們就不展開了）。

原理算是明白了，但是想要讓駕駛員隨時隨地都能通過HUD直觀清晰的了解到車輛信息卻仍然不容易，畢竟車輛的擋風玻璃和家用投影幕布有著本質的區(qū)別，而且駕駛員的視線角度也在隨時變化，所以保證沒有虛影、消除畸變就變得至關重要。

● 啥？HUD還分好幾種？

這樣看來HUD在理論上非常簡單，不過想要實現起來難度還是不小的。讓“投影儀”和各個部件在狹小的儀表臺空間和諧相處，還要顯示清晰勢必會增加研發(fā)成本，于是在少花錢也辦事的原則下，“小透明板”就來到了我們眼前。

C-HUD

組合式抬頭顯示系統(tǒng)（C-HUD）看起來是一塊透明板（Combiner），光學圖像通過三次折射到這塊透明樹脂板上，通常情況下樹脂板會做成楔形來避免反射重影。相信很多老司機對這種抬頭顯示應該都有印象，這是一種成本低廉且容易后期加裝的HUD形式，現在在某寶上還有很多商品在賣。

C-HUD的優(yōu)點是便于安裝且成本低廉，不會占用大量的研發(fā)成本，也不需要太大的空間，在儀表臺上方固定一下就可以了。不過它的缺點也很明顯，成像區(qū)域小，顯示的內容有限。而且由于它跟方向盤的距離比較近發(fā)生碰撞時也有可能造成二次傷害，目前幾乎沒有新車型再采用C-HUD了。

W-HUD

當然， 總是在儀表臺上多出一塊“小透明”肯定不是長遠之計，想要在安全性和美觀性上得到更好的平衡，還是要將影像弄到擋風玻璃上去，于是能夠保證駕駛員視線不離開路面的W-HUD就出現了。

W-HUD全稱是（Windshield HUD），是當前絕大部分車型采用的主流方案，它的原理是通過擋風玻璃作為投影介質來反射成像。不過前文說過，汽車擋風玻璃是曲面的，如何保證在顯示時不出現虛影并克服多重光線的影響是需要關注的重點。

我們都知道，汽車前擋風玻璃的結構有內外兩層玻璃，兩層玻璃間有一層PVB薄膜夾層。如果將圖像直接投射在擋風玻璃上，那么因為玻璃厚度和傾斜角度，圖像難以變得清晰，所以目前的主流方案是將內外玻璃間的PVB夾層制成楔形，使玻璃呈上厚下薄的狀態(tài)。同時還可以在外層玻璃或內層玻璃的內表面上附加一層反射膜層，用來校正圖像。另外W-HUD一定要根據擋風玻璃的尺寸和曲率搭配高精度納米級自由曲面反射鏡，這也是其在制造時的難點之一。

W-HUD在擋風玻璃上的顯示區(qū)域更靈活，具有高對比度和亮度、內容豐富等優(yōu)勢，當然它的缺點是體積較大且研發(fā)制造成本也比較高。

AR-HUD

如果你是個賽車游戲的玩家，那么一定會對游戲畫面中那些“漂浮”在眼前的標記印象深刻，在哪里轉彎，距離目的地還有多遠，車輛狀態(tài)如何全都一目了然，如果我們能把這套系統(tǒng)搬到現實生活中那可真是太酷了。

從本質上說，AR-HUD 是W-HUD的一種，不過由于它將AR增強現實技術（Augmented Reality）和HUD抬頭顯示相結合，便擁有了更大的視場角和更遠的成像距離，在視覺上就好像直接將圖像疊加到真實的路面上。AR-HUD的成像分為近投影和遠投影，近投影主要顯示速度、檔位等一些車輛基礎信息；遠投影成像距離更遠，可以將虛擬的圖形和現實的路況相結合到一起，通過輔助駕駛的傳感器（攝像頭、雷達等）對前方的路況進行解析建模，再把HUD顯示的信息投影到對應的位置，甚至可以將行人等交通參與者全部在顯示區(qū)域進行標記，讓駕駛者有種“玩游戲”般的視覺體驗。

AR-HUD需要解決多場景下亮度、顏色、清晰度、對比度、虛影等圖像顯示問題，另外FOV（視場角度）也會直接影響最終圖像的效果，因為車輛在行駛時與周圍環(huán)境的距離和角度是在不斷變化的，再加上AR-HUD的體積也會更大一些，所以目前搭載AR-HUD的車型并不多，畢竟AR-HUD的成本還是很高的。

● 都2222年了，誰還沒有個HUD啊

HUD這項配置在一開始確實是應用在豪華車型上的，但隨著科技的發(fā)展，越來越多的家用車上都出現了這項功能。最開始的“小透明板”也逐漸淡出了我們的視野，目前乘用車上主流搭載的都是W-HUD，也有部分“不差錢”的車型具備AR-HUD功能，當然也有取消了儀表盤同時也不給你HUD的漂亮國車型。

在搭載W-HUD的車型中，目前最大膽的要數理想L9，畢竟它真的取消了儀表盤，將絕大部分行車信息全都投射到13.35英寸的超大尺寸HUD上。因為尺寸足夠大，所以理想L9搭載的HUD內容要比一般車型的HUD更加豐富和詳細一些，包含了導航信息，輔助駕駛信息，交通標志識別等信息，從實際的使用情況來看，雖然沒有AR的加持，但這個超大的HUD表現還是相當出眾的。

而目前搭載AR-HUD表現最優(yōu)秀的車型一定是奔馳S/EQS了，不僅可視的面積很大，而且在圖像的清晰度和豐富程度上也都堪稱完美，更重要的是，奔馳S/EQS不需要駕駛者去手動調節(jié)HUD的位置，車輛會根據駕駛員的視角自動調節(jié)HUD角度，達到“自適應”的效果。并且能夠將道路上的車輛、導航信息，ACC工作狀態(tài)以及安全距離都完整的顯示在擋風玻璃上，堪稱AR-HUD“天花板”。

不過AR-HUD也并不是百萬級豪車的專屬，雖然它的技術含量高，成本也不菲，但是目前已經有大眾ID.家族這種家用車型在應用了。另外咱們國家的華為也正式發(fā)布了自己的AR-HUD系統(tǒng)，相比其他的AR-HUD技術，華為的AR-HUD能夠提供 13°x 5°大視角，呈現出70寸的大畫幅顯示區(qū)域，并且實現了業(yè)界AR-HUD系統(tǒng)最高的1920 x730分辨率、12000nits的高亮度和1200:1的高對比度，光效率更高所以呈現出的效果也更好。而且華為的AR-HUD上甚至還能夠實現影音娛樂功能，至于用HUD來看電影到底是個什么體驗，就要等到首個搭載華為AR-HUD的車型——非凡R7上市后才會揭曉了。

● 儀表盤會成為歷史嗎？

既然HUD已經發(fā)展的這么厲害了，那儀表盤是不是就要成為歷史了？

確實，無論是安全因素還是技術原因，在汽車的發(fā)展歷史中有不少配置都淡出了我們的視線，但儀表盤是車輛信息顯示的中樞，絕大部分廠商在取消儀表這件事上還是比較保守的。究其原因是目前HUD雖然已經大規(guī)模應用，但其技術仍然處于不斷發(fā)展中，且即便是AR-HUD也無法將儀表盤上的信息全部顯示出來，一旦畫面出現問題或者HUD系統(tǒng)故障的話駕駛者仍然需要傳統(tǒng)儀表來了解車輛信息，保障行車安全（特斯拉將儀表放置在中控屏中，會令駕駛者視線偏離前方路面，不利于行車安全）。

綜合來看，HUD抬頭顯示系統(tǒng)會跟儀表盤共存很長一段時間，畢竟HUD自身還有很多需要解決的難點，像是DLP方案的巨大體積、TFT方案的顯示穩(wěn)定問題，不過無論采用那種方案，HUD的成本都不算低。不過隨著技術的不斷發(fā)展，硬件的成本會越來越低，軟件的算法的也會愈加成熟，當每輛車上都裝備上AR-HUD 2.0的時候，儀表盤就真的成為“復古”配置了。

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