从2D到3D：华阳AR-HUD车内元宇宙的进阶之路

随着ADAS装配率的不断提升，HUD的实用性、安全性和人机交互体验日益受到车厂及用户的关注。

2022年12月5日，由盖世汽车主办，中国（上海）自由贸易试验区临港新片区管理委员会指导，上海金桥临港综合区投资开发有限公司协办的2022第四届智能座舱与用户体验大会上，惠州市华阳多媒体电子有限公司HUD产品线总监杨晶提出：

“增强现实抬头显示器（AR-HUD）是提升自动驾驶用户接受度的关键推动器。”

杨晶 惠州市华阳多媒体电子有限公司HUD产品线总监

以下是演讲内容整理：

今天给大家带来的报告是《从2D到3D：华阳AR-HUD车内元宇宙的进阶之路》，会基于用户体验度去探索AR-HUD未来的发展方向：

AR-HUD的使用场景及发展方向

以下是业界里称为AR-HUD里程碑式的事件罗列。2020年开始，奔驰发布了基于DLP的奔驰S级AR-HUD产品概念，揭开了AR元宇宙的序幕。去年上海车展时，长城发布了基于TFT-LCD的AR-HUD产品，它揭开了国内自主AR-HUD的序幕。

去年7-8月，华阳多媒体发布了国内首款基于DLP，广汽GS8的AR-HUD产品，可以在更大的图云尺寸上实现更多的AR场景，2022年年初，上汽发布了搭载于飞凡R7的AR-HUD产品，这是基于一款基于LCOS技术的AR-HUD，可以在更大的尺寸上探索更多的AR场景，总的来说，当前AR-HUB的技术形态是百花齐放的样式。

图片来源：华阳多媒体

AR-HUD可以实现哪些场景？

在我们看来，AR-HUD有助于提高驾驶过程中的舒适和便捷程度，更有利于驾驶人员跟随汽车的高精度导航指示行驶，如果前面有障碍物/其他车辆，AR-HUD也会有相关的指示，避免驾驶人员低头，减少交通事故的发生概率。此外，AR-HUD会完整显示并提醒侧方位超车的类似情况，从而提高行车安全性。

总之，AR-HUD可以充分融合自动驾驶相关的所有显示需求，让驾驶员将双目集中在路况信息上，未来，AR-HUD还会融入更多新的场景，揭开车内AR元宇宙的真正序幕。

以上是关于AR-HUD使用场景的介绍，接下来是对AR-HUD市场空间的预测。

从两个维度来看，AR-HUD会有爆发式的增长。第一个维度，我们称之为自动驾驶推进AR-HUD的发展，（AR-HUD）是提高用户对自动驾驶接受度的关键推动器，这是因为：驾驶辅助系统的功能可以更直观地被显示，AR-HUD对驾驶者来说创造了一个直观的人机交互方式。

举几个例子，现在的自动驾驶并不是无人驾驶的状态，L2/L3总存在系统将驾驶权转接给驾驶员的场景存在，如何提高自主驾驶的时间占比，驾驶员需要最直接地获得完整的路况信息，这是现实增强和自动驾驶相辅相成的原因。

根据这几年W-HUD，C-HUD、AR-HUD、Advanced AR-HUD的出货情况，AR-HUD的整体出货量的拐点同自动驾驶的里程碑事件是一一对应的，这也反映出AR-HUD和自动驾驶的互相绑定和相辅相成。

另一个维度，智能网联是当下的热词，智能网联会激活AR元宇宙。这条故事线如下图所示：PC时代，只需要一个电脑+键盘，我们就可以在电脑上进行完整的统计和计算操作；互联网时代，计算机和有线网络深层耦合，我们可以在互联网上冲浪，也可以解决个人生活需求。紧接着，电容式触摸技术、全面彩屏、操作系统、大尺寸TFT等技术激活了移动终端时代，未来，移动互联网X V/AR将激活V/AR移动互联网时代，进一步实现三维交互和自然交互。

现在说AR车联网时代，当下，我们的车网联是什么样的状态？主要是高清的显示中控屏，而驾驶员只能在静止或者车速较低的情况下进行触屏操作，要真正激活车内的移动互联网场景，无疑需要突出“行车”，AR-HUD可以满足这点。

因此，我认为，AR-HUD会激活车联网时代，但我们还需要多样的元素，以自然人为中心，集成更多的交互模式，AR车联网同V/AR移动互联网的逻辑相似，激活AR车联网时代必然需要大尺寸AR-HUD系统+整车系统+融合式的多模交互+生态圈系统。

综上所述，PC时代采用的是一维交互，互联网时代；移动互联网时代是二维交互，V/AR的移动互联网，AR车联网属于三维交互，也可以称之为自然交互，强调以人为中心，结合人的听觉、触觉等五感进行交互，打开人和外界无缝连接的状态。

这也是为什么前一段时间华为和我们宣布结成战略合作，共同推进AR-HUD战略的开发，基于“三维交互，自然交互”这一共同的信念，我们相信AR-HUD会是激活车内元宇宙时代的推进器。

华阳对AR-HUD的四象限分析

不论是对市场，还是对产品技术路径的分析，都需要基于市场需求和用户形态进行探索，我们通过市场形态做了一个完整的四象限分布图，首先看四象限分布图的原点，VID是10米，FOV是11 x 4°，我们认定，在FOV选用11×4°，虚像投影距离等于10米时，AR-HUD可以更好的覆盖三车道的场景。

当FOV小于11×4°，投影距离小于10米，我们称之为元宇宙1.0时代，这就是当下所有的AR-HUD产品的状态，能够满足基础的ADAS交互。当FOV大于11×4°，投影距离小于10米，我们称之为元宇宙2.0时代， AR-HUD可以支持更大的显示面积，承载的不仅是ADAS交互，还有其他娱乐信息。

当FOV小于11×4°，投影距离大于10米，我们称之为元宇宙3.0的时代，自动驾驶向高级演变的情况下，驾驶员需要关注更远的路面，就需要我们把投影距离做的更远。当投影距离大于10米，并且FOV大于11×4°，我们就可以进入车内元宇宙4.0时代，满足多模态智能网联的完整显示需求。

我们分析了四个时代的市场状态和需求，那么这些需求对应着怎样的产品形态？在元宇宙1.0时代，FOV小于11×4°，投影距离小于10米，AR-HUD主要采取单焦面，虚拟景深，这也是当前的一个普遍形式。元宇宙2.0时代，FOV大于11×4°，投影距离小于10米，正如上文所言，它是用来承载爆发式的智能网联显示信息的需求，在这时，我们无疑需要新的产品形态——更大的显示屏，也可以称之为是虚拟屏的时代。

元宇宙3.0时代，它的特点是投影距离大于10米，这时的产品形态我们称之为多焦面，因为多焦面才可以实现增强景深。华阳多媒体目前聚焦在元宇宙3.0时代的产品布置上，我们将重心放在双焦面和斜投影上。这里重点提一下斜投影HUD，华阳多媒体的斜投影HUD采用的是国内首创的变焦式投影技术，可以将景深做的更远。

在元宇宙4.0时代，FOV大于11×4，投影距离大于10米，此时的产品形态甚至可以铺开在全挡风玻璃上，这也是为什么前两个月的时候，华阳多媒体发布和珑璟光电的战略合作，我们希望通过光波导AR-HUD技术的预研，推动国内AR-HUD产品达到更高级的功能水平。

双焦面&斜投影技术下的用户体验改善

接下来分析的是用户体验，为什么车内元宇宙3.0时代需要多焦面以增强景深，为什么我们瞄准的是双焦面AR-HUD？

我们认为，技术不论有多好，一旦脱离用户体验，一定是没有市场的，这是华阳多媒体一直专注于用户体验提升技术的关键点。双焦面的原理在于显示状态包含远焦面和近焦面的不同视角，近焦面可以显示仪表的功能，远焦面可以显示ADAS以及导航的内容。

有了双焦面的存在，远焦面就不需要显示太多的文字信息，减轻驾驶员阅读文字的负担，还会同现实有更强的融合度，而近焦面就可以有充分的空间显示驾驶员需要实时关注的文字内容，做到“远近宜彰，寸有所长”是双焦面旨在打造的用户体验。

接下来，什么是斜投影？斜投影和竖投影是不一样的，二者虽然所有虚像都是是基于光锥面模型的，但是斜投影是“斜着切入”，所以其投影距离是可变的，也就是虚拟VID可变焦的技术，正因为虚像面是“斜着切入”的，所以才能实现更好的ADAS交互，实现更好的贴地效果。

并且因为整个虚像面是倾斜的，我们就可以通过倾斜的方式构造3D的景深感，以及位移感，传统情况下，我们只能通过竖投影中UI图片的放大和缩小，以实现在2D平面中的“类位移感”，而驾驶员难以获得真实的位移体验，以及立体景深感，而斜投影的投影距离是真实变动的，所以基于这一优势，我们可以打造更真实的体验效果，这点被称之为虚拟VID可变，以及3D增强景深。

此外，斜投影还有助于打造虚拟双焦面的完整显示效果。

以上介绍的是华阳多媒体在AR-HUD硬件上的解决方案，同时介绍一下华阳多媒体在AR-HUD软件系统上的解决方案，在复杂的AR-HUD软件系统中，当然离不开AR引擎软件的驱动，目前我们已经有成熟的AR引擎软件的系统解决方案，可以帮助众多OEM提供相关的软件开发服务。

HUD属于汽车投影产品投射在汽车前挡风玻璃上的应用，最后介绍一下华阳多媒体在汽车投影产品中的衍生类产品，华阳多媒体可以实现将信息投影在汽车的侧挡风玻璃上；还可以实现透明A柱（投影），避免A柱造成盲区；并且可以通过投影产品去打造全息显示助手，后排的全息扶手屏。总的来说，通过投影+全息的方式，华阳可以帮助整车实现更好的全息状态，全面助力车内AR-HUD元宇宙的实现。

（以上内容来自惠州市华阳多媒体电子有限公司，HUD产品线总监杨晶于2022年12月5日由盖世汽车主办，中国（上海）自由贸易试验区临港新片区管理委员会指导，上海金桥临港综合区投资开发有限公司协办的2022第四届智能座舱与用户体验大会发表的《从2D到3D：华阳AR-HUD车内元宇宙的进阶之路》主题演讲。）