AR-HUD，变焦与定焦体验大不同

AR-HUD持续渗透

市场占比不断扩大

图：AR-HUD投射显示原理示意

按照公开统计数据显示，2025年1-9月，AR-HUD搭载量突破100万套，同比增长69.3%，搭载车型数量超过100款。AR-HUD已经占HUD总体市场的30%以上。小编此前从技术分类上给大家总结过HUD的几种技术路线：

焦平面很关键

A不AR就看它

AR-HUD对比传统HUD最关键的就是显示的信息需要与现实世界中的物体有更紧密的关联。传统 HUD的虚像投影距离都是固定不变的，但是驾驶员驾驶的车辆与前方车辆之间的距离不可能总是固定不变。此时驾驶员面对一虚一实两个焦距不同的画面，频繁地改变眼球焦距会加剧视觉疲劳现象。

图：远近虚像的视觉焦距切换对比

因此，虽然都叫AR-HUD，但不同级别的AR-HUD也会有定焦或变焦的性能差异。

图：AR-HUD里不同的关联信息在显示距离上有显著差异

双焦平面AR-HUD

双信息分区显示

在AR-HUD的显示信息中，通常分成两类信息，一类是常显信息，如速度、限速、时间、电量等信息。这类信息与现实世界的关联性比较低。

另一类则是互动信息，如行车导航引路标、前车碰撞预警、车距标识、路人或自行车警示标识等。这类信息需要与实际的道路参与者有更强的显示关联性。

图：关键非路面信息在近焦段显示

图：与路面交通参与者联动的AR信息显示在与实际物体相近的远端

要实现把这两类信息“分区显示”，一种巧妙的方式是通过在折叠光路上的自由曲面镜片上进行特殊的光学设计，由单一焦平面升级为双焦平面的设计，可以让显示源上的信息分别投射到距离驾驶员不同距离的平面上，从而满足不同信息显示的差异化需求。

图A为单焦平面HUD系统，所有的显示信息都在同一个焦平面内。图B为双焦平面HUD系统，可以把不同位置的显示信息分别投射在不同距离的焦平面内。

图：双焦平面HUD投射在2.5米和9米远的

图：奥迪基于LCD和双焦平面设计的的AR-HUD系统示意

这样做的好处是，系统依然可以保留采用单PGU（图像生成单元）的设计方案，仅通过对单光路进行拓展就实现了双焦面的显示效果，不仅能提升显示效果，还控制了HUD的体积以及系统成本。

多焦面光场

比两个更多

针对不同距离的信息显示需求，显然未来黑科技有更独特的理解，只有两个焦面并不能真正满足路面多变的动态状况。未来黑科技的AR-HUD具有多焦面的连续变焦光场成像能力，能够根据路面物体实时调整信息显示的焦距，实现更好的贴附效果。

据消息称蔚来ET9搭载的行业首发“蓝宝石全焦段 AR 平视显示系统”就是由未来黑科技Futurus开发的。

连续可变焦

Alvarez自由曲面透镜

Alvarez自由曲面透镜是一种基于自由曲面设计的光学元件，其核心特征是通过两片自由曲面透镜沿垂直于光轴方向的横向相对位移，实现系统焦距的连续变化，从而完成变焦功能。

在体积本就狭窄的仪表板内，通过Alvarez自由曲面透镜可以突破传统变焦镜头依赖光轴方向移动的局限，具有结构紧凑、变焦行程短等优势，实现体积和变焦效率的平衡。

图：亮片自由曲面透镜的横向相对位移实现焦距的连续变化

其中华为光产品线的AR-HUD就有相关技术的研发成果发表。

图：中山大学电子与信息工程学院在华为《多焦面AR-HUD系统技术合作》项目上交付的变焦HUD样机

不过没有相关的明确的消息显示华为的AR-HUD搭载了Alvarez自由曲面透镜系统。

最后

变焦能力在AR-HUD系统中好像真的很重要，没有合适焦距容差的光学系统在某些场景下就好像玩游戏穿模了一样让人感到突兀。

连续变焦的系统在实现上也许还有相当的距离要走，也许是系统复杂、也许是成本过高。但至少，Futurus已经有量产的多焦段光场系统来提升虚实结合的体验。

然而，小编比较想知道的是，会不会等AR-HUD没完全普及，就会被AR眼镜给平替掉了。

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