撰文 | 张祥威 编辑｜马青竹
汽车HUD最近的标志性事件：小鹏憋了几年后，终于与华为合作，把一款打着多项“第一”旗号的AR-HUD搬上车。
据高工智能汽车统计，2024年，我国乘用车前装标配W/AR-HUD 共交付352.43 万辆，其中AR-HUD占88.43万辆。
同年，我国乘用车销量2756.3万辆，汽车HUD渗透率已然超过十分之一。
汽车HUD早年以后装为主，产品主要为C-HUD，成本高昂，一度售价2000美金，更多应用于豪华车。
直到2018年前后，造车新势力发布的首款新车，如初代蔚来ES8、理想ONE等，均仅支持HUD后装。
2021年起，极氪001、理想L9推出，才开始采用前装W-HUD，将时速、导航等行车信息，投影到前挡风玻璃上。
供应商一侧，市场份额也从日本精机、大陆集团、电装、伟世通等海外公司，向国产供应商华阳、泽景等逐渐转移。
去年一场直播中，按照余承东的说法，对HUD的评价并不高，他如此解释享界S9为何没有搭载HUD，“有时看不清，所以选择了仪表屏前移”。
时移势易。现在，华为与江淮汽车合作尊界S800已搭载AR-HUD。华为智能车载光领域，HUD已成三大核心产品线之一。
当年的极氪001、理想L9等车型，如今改款后也纷纷从W-HUD转向AR-HUD，AR-HUD俨然已成中高端车型的标配。目前，C-HUD市场份额已跌至1%。
市场格局悄然转变背后，技术这一推手出了大力气。
绕开巨头，发展AR-HUD
一万五千米高空，当三代机歼10以1.2马赫超音速疾行时，衍射平显系统让它即使在强光下，透光率和反光率都能达到80%。
上一代镀膜平显中，这两项指标分别为70%、26%。
镀膜平显在强光背景下，尤其是迎光飞行时，由于反光太多，基本看不到CRT发出的光信息，几乎处于失效状态。
这些问题现在得以缓解，更新一代的战机，还会有更领先的技术，更关键的，这些技术全部来自国产。
平显全称平视显示器，也就是HUD，从军用飞机到民航客机，再到汽车，正逐渐走入大众视野。
按产品形态划分，汽车HUD大致有C-HUD（组合型抬头显示系统）、W-HUD（风挡式抬头显示系统）、AR-HUD（增强现实抬头显示系统）等。C-HUD以后装为主，后两者以前装为主。
在C-HUD式微后，W-HUD成为主流产品，AR-HUD作为后起之秀，近几年才呈现成为主角之势。
具体到AR-HUD，按芯片来划分，又有三条技术路线，TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器）、DLP（数字光处理）和LCoS（硅基液晶）。
TFT-LCD技术最为成熟，成本低。但问题在于，光效低，亮度低，且存在阳光倒灌烧屏等问题。
DLP技术相对成熟，有更高的清晰度和亮度，可以适用强光场景。当然，成本也更高。
TI是DLP技术的主导者，毕竟这一技术便是由其发明，手握大把核心专利。DLP HUD最初以后装方式出现，后随着芯片成熟，开始在林肯等车型前装搭载。
国产供应链企业如华阳集团、歌尔股份等，均与TI合作，在DLP技术上有所布局。
直到擅长“根技术”研发的华为进场，2021年成立部门“华为智能车载光领域”，先是与华阳合作，在问界M5、M7上推动AR-HUD上车，后基于LCoS技术，进一步突围。
LCoS，是基于反射模式的矩阵液晶显示装置。本质上是一种新型的反射式micro LCD投影技术。
这一技术兴起于2000年，融合了前面两种技术优点，画质更好，成本也更低。
海外市场，韩国Raontech和英国Envisics合作，由后者提供LCoS芯片，共同开发了LCoS模组。通用汽车旗下凯迪拉克车型，将采用这一方案。
沿着LCoS技术方向，华为自研了LCoS芯片，由此绕开巨头TI的专利墙。
华为的AR-HUD，可以在前挡风玻璃上投射75英寸的虚拟影像，支持车道级导航、盲区来车预警及“鬼探头”突发风险提示等功能。
去年底，六家国产公司水晶光电、泽景、疆程、蜂巢电子等，与华为签约，将基于华为LCoS PGU成像模组等推出AR-HUD整机产品方案。
以华为在汽车领域的渗透力，AR-HUD的大规模爆发，或将很快到来。
解决模糊、眩晕等问题
汽车HUD不断上车，但人们对其看法却各有褒贬，模糊、遮挡视线、眩晕等问题并未被真正解决。通俗说法：不好用。
W-HUD成像视角大多为5度左右，虚拟成像距离大多为2-3米，主要显示静态信息，比如车速等。存在强光下画面模糊等问题。
为此小鹏与华为合作的AR-HUD，将视角提升到13度，对比度提高到1800:1，从而白天更亮，夜晚不会出现“光窗”。
相比问界M9的对比度（1200：1），小鹏与华为的AR-HUD对比度更高，这一产品将在G7上搭载。
眩晕问题，是由于人眼需要在正前方场景和W-HUD视觉焦点之间频繁切换。其实不仅W-HUD，传统的AR-HUD也会存在这一问题。
原理上，AR-HUD的虚拟成像距离除了2-3米的近场，还多了7-10米以上远场信息。将虚拟信息与实景结合，好处是比W-HUD信息更丰富，但AR-HUD的信息通常为间断显示，虚拟成像大概在7.5米左右。
小鹏将虚拟成像距离做到10米，以解决传统AR-HUD的问题。越远，越考验光学设计精度、畸变处理、功耗、稳定性。但由于和华为合作，硬件方面自然不用担心。
当然，AR-HUD的虚拟成像距离并非越大越好。
距离增加，除了一定会导致AR-HUD体积增加，还会同步让放大倍率增加，给光学设计带来挑战，以及再度面临TFT-LCD的阳光倒灌风险。
画面畸变也会带来眩晕，主要通过硬件和畸变矫正算法来解决。
基于华为的硬件，以及小鹏与华为合作的抗畸变算法，最终将静态畸变率做到了小于等于1%，比行业的3%-5%更低。
还有一种解题思路，PHUD。
PHUD又称全景平视显示系统。不是投射到前风挡，而是投射到前风挡下黑区。小米SU7采用了PHUD，YU7以及宝马接下来也将搭载。
本质上，PHUD是一个平面显示系统，技术实现难度相对简单，成本也更低，更多需要解决图像畸变问题。
这一思路，从根本上解决了HUD的模糊、视线遮挡等问题。
瑕疵在于，PHUD较之仪表屏，视线焦点虽有所前移，但驾驶员人眼仍需低头观看。有些类似AR-HUD的近场。
“PHUD的虚拟成像距离通常为1米。”一位汽车HUD供应商人士告诉《出行百人会/AutocarMax》。
不过，有小米SU7爆火在前，PHUD产品因YU7、宝马等更多车型上车，PHUD规模放量已然大概率事件。
供给端，也在等待规模上车，以摊平研发成本。
供应商层面，除了上面提到的华为，还有未来黑科技等初创公司。值得注意，大多供应商，其实经营压力并不小。
比如，招股书显示，泽景近三年（2022-2024年）营收约2.14亿元、5.49亿元、5.78亿元。研发费用分别约为8340万元、5450万元、6210万元。
合计投入2个亿后，三年期内净利润分别约-2.56亿元、-1.75亿元、-1.38亿元，共亏损超5亿元。
“2016年到现在的8、9 年间，同样规格的HUD，现在的价格是以往价格的百分之十几，惨烈的竞争导致了行业整体面临利润的压力。”去年底，泽景电子董事长张涛在第二届智能车载光峰会上表示。
结语
“我不想告诉你HUD使用的具体图形，但我希望它像iPhone一样直观。"电影《钢铁侠》制作期间，导演乔恩·费儒对工作人员提出要求。
电影HUD设计总监Dav Rauch回忆，导演这么说，是因为他在前一两周买到了一部iPhone，并因此受到启发。
最终在荧幕上，当主角托尼走出山洞，回到住所研发完成Mark II，并说出“启动HUD”指令时，充满科技感的第一视角画面出现，令人印象深刻。
如今轮到汽车HUD，以更优质的画面征服新的“观众”了。
参考文献：
【1】《长文对话，读懂“华为车载光”》，中国汽车报
【2】《国产新型三代教练机升级顶级平显》，兵工科技海上武器版
【3】《虚拟距离VID（上）（下）》科普，睿维视
【4】《汽车HUD厂商抱华为“取暖”》，第一财经
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