大家都知道，HUD抬头显示是为了让驾驶员以直观的方式去获取车辆信息，减少因低头查看仪表盘而造成的分心，提升驾驶安全。随着市场接受度、显示效果的提升，各大厂商在这一领域纷纷加码。
整体来看，前几年各大厂商的焦点在于如何优化产品效果与降低成本，而随着长城、吉利、上汽大通等国产车型量产WHUD，相关难题正一一破解。去年，奔驰S级发布了ARHUD，其酷炫的显示效果，受到业界的一致好评，此后，大众ID.4、红旗HS9也配备了这一产品。在奔驰的带动下，HUD战场开始向着技术高地AR HUD进行着转移。
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WHUD/2D ARHUD/3D ARHUD 显示效果对比
ARHUD 即 Augmented Reality Head Up Display，在ARHUD领域，我们还可以将之细分为2D- ARHUD与3D-ARHUD。其中2D的显示画面为平面，而3D则是立体视觉效果。下面，我们先将这二者与量产车上的WHUD进行一些对比。
驾驶员获取车辆信息画面与远方路况仍需切换视线，存在一定隐患
2D画面与3D路况难以实时对位，虚实距离易受晃动或坐姿影响，从而造成驾驶员误判
具备最佳显示效果，同一画面内不同信息可以放在不同距离，无需切换驾驶视线
看了上述表格，大家可能还是不够了解AR HUD中2D与3D间的差别。下面为大家简单的介绍一下。
WHUD/ARHUD一直都依赖光学凹面镜成像原理实现距离与视觉尺寸的放大，这个原理的影像畸变随着放大倍率而增大，因此通常HUD整体体积大，而视觉距离却无法太远，并且画面也局限在2D的状态。 2D ARHUD：虚像距离有限，大概在7-10m处。由于其显示画面是平面的，与AR HUD所讲的增强现实其实存在一定差距，譬如说当车头晃动或驾驶坐姿改变，虚实距离易产生偏差，反而容易造成驾驶员误判。
3D ARHUD：使用3D立体视觉技术可以让视觉距离随心所欲，要多远就多远，且同一画面内不同信息可根据需求摆放在不同的距离上，让驾驶视线不用在HUD信息与交通实况间切换，同时兼顾车辆信息与实际路况。
信息画面重叠在实际转弯路口上方，随着转弯路口逐渐接近，HUD显示的信息也同步接近，驾驶员甚至不用理解200米、150米、80米、20米是什么概念，只需在提示信息的地方转弯即可。
再比如其他信息的显示距离与前车距离相同，感觉上HUD信息仿佛贴在前车的车尾上，驾驶专注前车动态的同时便可以阅读HUD的信息，视线不用做任何切换。这样才能发挥HUD 确保驾驶员阅读信息不影响驾驶安全的终极目标。
传统3D立体视觉技术众多，但应用到HUD领域上的却都未达成熟状态，这是HUD 仍只使用光学放大技术的原因。全息投影、3D眼镜与裸眼3D技术是目前在飞汽车市场上已经开始使用的两种，也是最有可能应用在车载HUD上的。
现有3D立体视觉技术：全息投影、3D眼镜与裸眼3D
3D显像技术中最完美的，裸眼便可观看物体各种角度的立体画面，然而全息技术对环境条件与精度的要求严苛，不易在实验室以外的条件下使用，其成本更是让人望而却步，虽然许多HUD主要厂商与车厂都投资全息技术的初创公司如Digilens、Envisics、Ceres，但目前还未见量产成果。
大陆电子联合Digilens开发全息投影ARHUD，来源大陆电子
左右眼独立画面的3D技术最为成熟，已经普遍使用在3D电影、3D电视、VR眼镜等商业应用上，但这种技术需要配戴特殊眼镜才能观看，不适合车上驾驶的场景应用。
不须配戴眼镜即可观看的3D技术称为裸视3D或自动3D技术，裸视3D的技术已开发许久，但受到技术限制不成熟，成本高效果却不理想。已经有部分产品上市，例如任天堂3DS、最近Sony的裸视3D平板电脑、Continental为奔驰开发的裸视3D仪表等等。然而这些传统裸视3D技术却无法应用到HUD产品上。
传统裸视3D采用的技术分为遮障光栅与柱状透镜光栅 两大类，Continental 3D仪表采用遮障光栅的技术，这种方式成本稍低，但无论分辨率或亮度都只剩下1/2，而Sony的3D平板采用柱状透镜光栅技术，虽没有损失亮度，但是成本极高且分辨率照样损失一半。
这两种技术都具有一个致命的共通点，使之难以应用在HUD领域，那就是过高的串扰率（Crosstalk）。
串扰率，简单的说就是要让左眼观看的画面有一定的比例会让右眼看到，反之亦然。画面虽然可以产生立体效果，却也产生不必要的鬼影（ghost image），一般使用上串扰率低于20%，大部分鬼影就能被画面上其他影像所覆盖，降低不良影响，但HUD画面上只少许比例有信息影像，其他部分大多是黑画面，因此鬼影很容易干扰视线。
裸视3D要应用在HUD产品上，其串扰率至少要达到1%以下，最好控制在0.3%以内，这种目标无论是遮障光栅或柱状透镜光栅都难以达成。
当然，关于串扰率过高的问题，很多厂商进行了改进尝试，并取得了一定突破。比如说可以使用超高指向性的背光技术，不仅无损画面分辨率，亮度还可以得到增加。这一技术有部分厂商达到了可以量产的阶段。
经小编了解，国内HUD资深企业怡利电子便是其中一家，经过其研发团队的不断努力，从采用DLP光机到TFT技术，最终产品的成本甚至可以低于2D ARHUD，仅约同FOV的WHUD 1.5倍的价格，且由于合理的VID与放大倍率，其量产质量稳定性远高于2D ARHUD。通过传统TFT转向90度就可以达到1%以下的低串扰率，优化后TFT的串扰率甚至可达0.3%以下。
3D ARHUD采用真实的立体视觉，因此不需要很大的FOV与较远的VID，3D ARHUD体积与同FOV的WHUD 相差不多，已搭载WHUD的车款很容易转换成3D ARHUD。怡利3D ARHUD按TFT尺寸区分，有1.8英寸、3.1英寸和4.1英寸三种。
裸视3D ARHUD需搭配楔型玻璃（或镀膜玻璃）来去除前挡反射的重影，为适应未来可能出现的全前挡显示的配置，最好搭配镀膜前挡来取代楔型玻璃的前挡，因为楔型玻璃只能去除正前方HUD的重影，无法去除侧方向的HUD重影，而镀膜的前挡却可以，据了解，福耀玻璃已经成功开发取代楔型玻璃的镀膜技术。
3D ARHUD需要眼球追踪系统使左右眼的画面投影左右眼正确的位置，DMS驾驶监控系统本身就具备眼球追踪的功能，但其规格必须要满足裸视3D的需求，目前怡利已成功开发出完全满足3D ARHUD需求的DMS产品。
3D ARHUD使用立体视觉中两眼聚合的视觉距离（CID），而非传统的光学虚像距离（VID），不需依赖凹面镜来放大VID，未来将朝向无光学系统的方向发展， 其体积将大幅度的缩小，并可置于仪表台任何地方，显示于前挡玻璃的任何地方，达到全前挡显示的效果。
应用场景比如驾驶正前方的主3D ARHUD、其左右两旁显示左右后视镜画面的HUD、前挡中央上部显示车内后视镜画面HUD、副驾驶正前方显示副驾驶专用娱乐HUD且其画面只有副驾看得见，驾驶看过去仍是全透明的前挡等等。3D ARHUD在前挡显示上的应用发展极具潜力与前景。
无论电子左右后视镜或电子车内后视镜都是未来的潮流。但由于2D显示缺乏距离感，其效果难以取代玻璃镜的传统后视镜，这个问题3D解决了。使用双镜头搭配3D ARHUD显示，将使得电子左右后视镜、车内后视镜具备与传统玻璃镜相同的距离感，有助于全面取代传统玻璃镜左右后视镜与车内后视镜。
如今车辆逐渐电气化、智能化、自动化，但车辆与驾驶员间的沟通永远不可缺少。HUD是驾驶员与车辆沟通最安全的方法。传统凹面镜光学HUD受物理限制，其实际效果受限。经过不断的研发改善与技术突破，裸视3D ARHUD应运而生。裸视3D ARHUD突破原理限制，实现了体积小，既可显示在前挡任何位置，又可无限动态对准路况真实距离，从而大幅提高驾驶安全性与体验感。3D ARHUD无疑会成为车辆信息显示的终极方案。
本文来源：怡利电子集团股份有限公司 董事长 陳錫勳 艾邦现建有汽车抬头显示HUD微信群，大陆电子、未来黑科技、泽景、马瑞利、华阳多媒体、法雷奥、怡利电子 、 前海智云谷、613所、矢崎仪表、疆程、乐驾科技、萤欧科技、均胜电子、炽云科技、锐思华创、舜宇光学、广景、宝沃汽车、北汽、日产、比亚迪、一汽、上汽、蔚来、吉利、3M、积水、福耀玻璃、富兰光学、亮宇光学、京瓷、瑞霏光电等 ，欢迎扫码加入。加入前请转发本文。
The original article was posted on the WeChat official account "Smart Car Club."汽车抬头显示的下一战场——3D ARHUD
Recently, vehicles equipped with integrated black, large-sized displays have gained recognition among many consumers, becoming a hot topic in the industry. Of course, curved displays, 3D glass, large multi-screen setups, OLED, and other hot topics have always been the focus of competition among major manufacturers. In such an industry landscape, Aibang has established a car display communication group. Currently, upstream and downstream enterprises in the display and bonding industry chain, such as FAW, SAIC, Geely, Great Wall, Changan, Harman, Marrelli, Huayang, Desay SV, Hangsheng Electronics, Tianma, BOE, TPK, Changxin Technology, Xinli, Lai Bao, Lanshi, Bern, Teyi, Victory Precision, Xingxing Technology, TDK, VAC, 3M, Tongli Optoelectronics, Corning, Schott, AGC, Nippon Electric Glass, Sumitomo, and Sabic, have joined. All friends are welcome to join the group for discussions and mutual progress.
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