要问人类发展至今的内驱力是什么,肯定是追求效率。
汽车发展史就是一部工具提升效率史,从量变到质变,最终达到前人无法想象的高度。就像马车时代,为了提升几匹马力,我们可以用好几匹马一同拉车,但如何都达不到现代汽车千匹马力的效果。
我们可以简单地认为马力是马的力量,1马力相当于一匹马每秒钟把75公斤重的物体提高1米所作的功
在上一轮的质变中,汽车动力独领风骚,这一轮的质变就要看汽车座舱了。
其实变化已经在发生,早几年10英寸的中控屏就觉得贼大,现在已经见怪不怪。怎么把“屏”做得更大,车载HUD会越来越重要。比如飞凡R7搭载的视觉增强AR-HUD平视系统,这项技术曾被奔驰用来宣传百万级的新一代S级,如今在30万级别中也能看到。
究竟这项技术是怎么一步步发展到今天这模样,未来还有没有更大的价值,「汽车进化论」系列,今天我们来聊聊车载HUD。
HUD能力越大,责任也越来越大
HUD是平视显示器的意思,早期是运用在航空器上的飞行辅助仪器,后来才被运用到汽车上。有了它,驾驶者可以减少低头看仪表的频率,避免驾驶者注意力中断,降低事故率。
HUD的发展不是一蹴而就,1990年前后就掀起过一波小高潮,先是美国第一款HUD在1988年奥兹莫比尔Cutlass Supreme Convertible Indy 500安全车上亮相,然后同一年日产240SX也推出了量产版。
不过这时HUD还是可有可无的工具,它只能提供一个简单的速度信息,虽然有助于信息的获取,但信息量有限,并且黑白质感也不够高级。
信息不够质感来凑,接下来的一轮发展是在色彩上做文章。
1998年代号C5的雪佛兰Corvette成为了世界上首款彩色HUD量产车型,就像幻灯片和后来的彩色PPT一样,体验有了明显提升。2006年,通用汽车还在其高端品牌车型凯迪拉克STS4.6 车型上装备了HUD系统,车速信息显示颜色可随车速改变。
直到2000年初,C-HUD还是很时髦的配置。方向盘前安装一块透明玻璃,通过光学图像三次折射到这块玻璃上形成图像。2012年,先锋公司首次将导航信息引入车载HUD,开发出世界上首个应用HUD技术的车载导航系统,继续为这项技术的服务丰富性添砖加瓦。
不过汽车内饰讲究的是一个整体,突兀的显示屏不美观,而且遮挡视线。因为成像距离相对来说比较近,如果发生事故还有可能造成二次伤害。
第二轮是在显示方式上发起了新挑战,将汽车逐步从C-HUD升级到W-HUD。
现在主流的方案是W-HUD,它是通过挡风玻璃作为投影介质来反射成像。支持更大的成像区域以及更远的成像距离,效果也更具体。把时速、导航等重要的行车信息,投影到驾驶员前面的挡风玻璃上,驾驶员看行车信息更直接,大大提高驾驶安全。
你以为这就到顶了,其实我们还在半山腰,HUD的细节依然有提升空间。根据视觉体验和信息量的双重提升需求,AR-HUD开始走上舞台。
W-HUD成像距离比较短,一般2-2.5m;AR-HUD通常分为近场和远场两部分。近场约2m,远场超过7m。W-HUD显示的信息是相对静态的,与外界的实际情况和真实场景无关,比如车辆的速度,或者简单的左右转弯箭头等。AR-HUD远场信息可以与真实场景动态结合,还能附上车道信息,前车和后车,形成了真正的增强现实显示。
使用AR-HUD导航时,可以直接将信息显示到HUD上,并融合实际的路况场景进行显示,左转右转一目了然。更能结合ADAS功能,及时预告路况和行人信息。
理想L9一大亮点就是取消了驾驶员面前的仪表盘,取而代之的是方向盘正前方提供大尺寸的HUD抬头显示,并在方向盘上方加入了一个小尺寸的TouchBar触控面板。
未来一定是二选一吗?
科技进步之快,我们是不是可以大胆设想,直接取消中控屏,以挡风玻璃作为巨大投影仪呢?
不排除有这种可能,在一些科幻电影或者未来概念车上,确实整块挡风玻璃就是一个超大屏幕。2020年北美消费电子展(CES)上,宝马Vision BMW i Interaction EASE自动驾驶人机交互概念座舱也展示了类似思路。
但这对挡风玻璃要求很高,其实W-HUD就已经对挡风玻璃提出了很高要求,若前挡风玻璃为普通挡风玻璃,HUD投射图像会出现重影。改善它,需要将PVB膜做成上厚下薄的同时,将玻璃制作成上薄下厚的形状,使两平面成像的距离减少,实现像的汇聚。
而且W-HUD需要将影像投射到幕布前方,成像距离小于驾驶员目视前方道路的距离。做到这一点可不仅仅是调焦距那么简单,必须要提升HUD系统内部光路反射距离,因此W-HUD体积较大。如果将挡风玻璃作为巨大投影幕,得在仪表板内部布置一套尺寸很大的HUD设备,仪表板结构不得不大幅调整。
汽车仪表板是汽车内饰中体型最大、结构最复杂的部件之一,内部有行车电脑、安全气囊、空调系统、转向机构等,所以内部其实很拥挤
从发展趋势看,更有可能的变化是——AR-HUD最先消灭悬浮式大屏,未来将是AR-HUD+一体式多联屏的天下。
悬浮屏的一大好处更方便驾驶员看屏幕,并且屏幕因为不需要考虑仪表板的异形构造,可以做得足够大。但有了AR-HUD后,悬浮屏的价值被削弱。而且架在中控台的上方,会遮挡一部分视野。推动悬浮屏的鼻祖之一奔驰就逐步取消了这种设计,最新的奔驰EQS正是采用的AR-HUD+一体式多联屏。
现在的中高端车型中,也越来越多采用这套模式,比如理想L9、飞凡R7等。因为这种设计能很好平衡实用、安全、信息量和可靠性等需求。
飞凡R7搭载43英寸宽幅真彩三联屏,AR-HUD平视系统视场角高达13°*5°,1920*730高分辨率,可直观显示车道级实景导航、实时ADAS等信息。而且具备了网红景点等POI信息推荐及驻车环境下的巨幕观影功能,这种具体场景的功能植入很好拿捏了用户需求。
它的三联屏采用一体式玻璃封装设计,三块屏幕包括了15.05英寸的AMOLED中控屏、12.3英寸的Mini LED副驾屏、10.25英寸的Mini LED仪表屏。
其中,12.3英寸副驾屏除了能提供丰富的影音娱乐功能之外,还能实现视频信息、目的地设置一键同步,辅助驾驶员设置行程路线;10.25英寸仪表屏可关联车灯、车门状态,显示跟车距离、自车状态等信息,支持交通参与者、障碍物、对应车道线等场景感知显示。
当然,并不是说一体式封装屏就属于技术落后的产物,它还在不断升级中。
就像落地窗比一般窗户维护难度大一样,汽车采用超大封装屏幕特别考验防尘、耐震能力。
除了可靠性维度,我们消费者最直接、最快感知的,是它基本取消物理按键,所以HMI设计和体验会非常重要。比如受到阳光直射后,显示屏能否达到和物理按键一样的可识别度,像飞凡R7采用的Mini LED屏幕是采用Local Dimming技术,可以达到(1000000:1 ) 的超高对比度,进而实现0nit的黑(黑色更黑),对用车生活更友好。
结语
汽车动力还能不能突破,我们现在没有太多想象空间。但汽车座舱可不是,它正处在极速变革中。可以预见,车载HUD会在汽车上扮演越来越重要的角色。
那AR-HUD会不会干掉中控大屏?
正如卢梭说:“上帝创造了我,然后把模子打破”。
大师用一个浪漫的表达,传达了一个朴素道理——任何人都是独一无二的存在,每个人都有自己独特的地方,都有自己独特的价值。不过汽车产品设计其实有些“冷酷”,如果你不够新颖,甚至一些缺点还会造成不利影响,是很有可能被取代的,正如悬浮屏越来越不酷了一样。
说回来,这对我们消费者是一个好信号,汽车上的每一个功能都是精雕细琢的产物。未来汽车AR-HUD和一体式多联屏双线发展,肯定会非常精彩。