“扩大可见视场，可以改善用户体验，”这是沃尔沃汽车开放创新技术主管Michael Schön对当下车载HUD的趋势判断，“更大、更智能的HUD，为创造更身临其境的体验开辟了新的可能性。”

去年11月，沃尔沃汽车旗下风险投资基金宣布对光学和成像技术初创公司Spectralics投资200万美元，目的是在下一代HUD早期开发阶段就开始介入，从而彻底改变车内用户体验。

过去两年时间，传统的TFT低成本路线 DLP的高端路线都在并行发展，带动AR HUD的前装量产进入1.0阶段。尤其是大众ID系列纯电动车以及奔驰全新一代S级轿车率先搭载AR HUD上市，彻底打破行业对规模化落地的质疑。

高工智能汽车研究院监测数据显示，2021年中国市场（乘用车自主/合资/独资）新车前装标配搭载HUD（W/AR）上险量为109.45万辆，同比增长57.96%。前装标配搭载率为4.74%，同比增加0.7个百分点。

其中，AR HUD前装搭载量超过5万辆。2021年，随着长城摩卡、吉利星越L等自主品牌新车搭载AR HUD上市，中国市场也迎来了AR HUD的元年。

一、

作为一家来自以色列的汽车技术创新公司，Spectralics的核心解决方案之一是多层薄膜复合材料（MLTC），这是一种新型的光学“薄膜”，适用于各种形状和尺寸的透明表面。这项技术可以集成到汽车的前挡风玻璃以及车窗上，用来在玻璃上实现成像。

而大视场的AR HUD成为多层薄膜组合技术率先落地的目标。此外，这项技术还可以用于舱内感知交互、前置摄像头和数字全息投影。

而在此前，另一家名为科思创的公司也推出了一款名为Bayfol® HX的光敏聚合物薄膜，用于全息投影技术。原因是，传统的平视抬头显示器由于受制于挡风玻璃的既定反射率，会限制图像的亮度和投影图像大小。

实际上，在消费级投影以及大型幕墙等商业化应用上，薄膜技术的创新已经开始。从目前技术发展趋势来看，光子成像薄膜作为一种具有独特的结构化微观光学设计的薄膜材料，可以通过对红光、绿光、蓝光做定向增强来提升画质。

同时，色彩显示能力相比传统幕布高了两倍到三倍，同时抗环境光能力也更强，在非弱光的环境下也可以应用。

两年前，Ceres Holographics宣布推出TD（透明显示屏）原型系统，这是一家为下一代透明显示屏（TD）和AR-HUD研发薄膜全息光学元件（HOE）的系统开发商。

这套方案，基于德州仪器的DLP5530-Q1芯片组和Bayfol® HX的光敏聚合物薄膜方案，可以实现HUD主机的体积大幅减小，同时提供全尺寸的玻璃投影显示效果。

一直以来，由于AR HUD需要经过特殊光路和反射层设计才能实现高质量的VID和FOV性能，所以AR HUD主机的尺寸也比W-HUD的要大得多，同时还要考虑散热问题。

而改进光路设计，成为解决方案之一。对于AR-HUD来说，传统的玻璃楔形PVB膜用于有效降低重影的影响，但要实现显示面积的增大，同时带来投影效果的大幅提升，还需要新的技术支持。

事实上，全息投影技术在过去很长时间都没有找到大规模的应用场景。汽车AR HUD的应用能否改变游戏规则，并证明这项技术的价值，现在还是一个问号？

“尽管毫无疑问，由于座舱域控制器（大算力平台）带来的车载计算能力的大幅提升，全息投影应用已经成为可能，但目前，全息薄膜材料是最大的瓶颈之一。”在Ceres Holographics公司看来，新型薄膜的量产还是一个难题。

目前，大批量生产新型材料还需要特殊的设备。最新消息是，这家公司正在投资建造一条全新的生产线。按照计划，这个工厂的中期目标是提高良率并保证足够的产能供应，而长期目标则是在全球范围内进行技术授权。

“目标是到2025年超过200万辆，到2030年达到1000万辆。”这是该公司给出的预测目标。而在新车市场，所谓的巨幕HUD、智能HUD等等概念已经成为营销的“亮点”。

二、

不过，要实现AR HUD的效果，还需要一项技术的支持。

今年初，三星子公司哈曼宣布收购专门从事汽车增强现实（AR）和混合现实（MR）技术研发的德国软件公司Apostera，目的是扩大汽车产品线，并引领AR/MR体验的前装赛道。

此前，Apostera的混合现实解决方案是将增强现实、机器学习、计算机视觉和传感器融合在一个与硬件无关的软件平台上。未来，结合哈曼的数字座舱产品组合，这些新的软件解决方案将实现前装的快速大规模落地。

“我们知道增强现实将定义未来的用户界面，”英伟达CEO黄仁勋表示，“未来如果新车没有搭载增强现实能力，就无法吸引更多消费者的兴趣。”尤其是智能摄像头和更快的渲染速度，有助于驱动计算机视觉、ADAS和数据融合。

为此，英伟达还开发了一套名为Drive AR的软件堆栈，可以显示POI兴趣点、ADAS预警、驾驶统计数据和导航提示。奔驰的MBUX系统就是案例之一。

而对于哈曼来说，“这是一次非常重要的收购，因为我们觉得整个行业正在发生巨大的变化，而不仅仅是电动化，这只是一个起点。从我们的角度来看，真正发生的是消费体验的变革。”

此前，Apostera已经在奥迪Q4 e-tron配套的AR HUD上提供技术支持，驾驶员能够“感知”大约30英尺外的漂浮符号，这些符号可以发出车道偏离警告，或在自适应巡航控制模式下突出显示周边正在行驶的车辆。

Basemark也正在基于车载传感器为系统提供更多有关周围环境的信息。在今年初的CES展上，这家公司展示了带有物体检测原型的AR技术，通过直接接收原始摄像头和雷达数据，并进行传感器融合，在能见度较低时帮助驾驶员快速识别障碍物。

实际上，AR引擎正在成为HUD未来的“软”实力，也是对传统硬件供应商提出了新的要求，也是未来市场竞争的高门槛之一。

比如，AR引擎需要提供了一个可以开发平台独立功能的环境，允许在不同的操作系统（Linux、Android）上开发，为了方便与车辆的传感器和功能集成，核心引擎需要传感器接口、API和基于代码的引擎软件和工具。

此外，基于AR引擎可以开发各种类型的显示应用，包括CID和HUD。开发人员可以根据车辆传感器获取的数据，使用AR核心引擎的功能，无论通过何种显示平台。

AR引擎通过使用计算机生成的视觉图形增强真实世界，显示情景关键信息，如ADAS警报、导航提示、兴趣点（POI）或行人检测。它还支持完全可定制的AR用户界面建模，而无需复杂的编码来增强用户体验（UX）。

业内人士表示，AR HUD体验的优化，必须建立在传感器融合框架之上，能实时合并车内传感器观察到的信息，并预测汽车周围所有感兴趣物体的未来状态。

此前，LG通过与Candera公司合作，借助后者的渲染引擎增强HUD显示效果，以最小化延迟，并提高指示信息的清晰度。此外，还有随时可用的控件和自动化的工作流程支持汽车制造商根据个性化需求定制显示方案。

在高工智能汽车研究院看来，考虑AR引擎与硬件可以实现完全分离，这也将成为未来软件付费模式的最佳案例之一。比如，从纯虚拟ADAS可视化升级为AR导航辅助驾驶。

而未来AR引擎交互的载体，也不再仅仅是液晶仪表、中控大屏、HUD，还有电子后视镜、车窗、天窗、后座显示屏等多种介质，甚至是未来的车载游戏娱乐。