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隨著AR-HUD不斷取得技術突破，以及其成本的下降，AR-HUD在智能座艙中的應用也越來越多。如何理解車載AR-HUD的現狀與發展趨勢？這篇文章里，作者從多維度切入闡述，或許可以幫你更了解車載領域。

一、車載HUD的概況與市場分析

近幾年車載HUD逐漸走入尋常百姓的生活，HUD通過與行車電腦、導航儀及倒車雷達等設備配合，實時將車速、轉向燈及導航等關鍵信息投影到透明介質上，使駕駛員在行車途中無需低頭查看儀表盤就可實時掌握行車狀態，提升駕駛的安全性；隨著智能座艙和HUD的智能化升級，車載HUD已從簡單的查看行車信息到具備駕駛輔助功能，多維度提升駕駛沉浸感。

1. HUD相關廠家

從車載HUD的產業鏈來看，HUD產業鏈布局完善，上游為各零部件企業，其中PGU、芯片、光學零件、擋風玻璃等為核心部件，其中PGU作為關鍵結構，成像芯片為核心部件，除DLP投影技術的成像芯片由德州儀器壟斷外，其他技術路線的成像芯片國內均有布局，可實現國產化替代；中游為各大HUD生產集成廠商，國內代表廠商為華陽多媒體、水晶光電、澤景電子等，下游為國內外各大主機廠。

2. HUD市場發展趨勢

跟智能座艙一樣，一開始是飛機上出現的，后來才發展到乘用車。從HUD的發展歷程上來看，HUD已經歷四個階段發展，從2020年開始過渡到快速發展期，2021年以來，HUD以選配或高配的方式迅速進入大眾視野，2022年開始理想率先實行HUD標配，隨后其他車企也陸續布局，到2023年及以后標配HUD已覆蓋各價格區間，整體HUD標配價格已下探至20萬元以內。

從車載HUD的市場來看，2023年1-9月國內標配HUD的車輛累計達142.9萬輛，相比2022年整年增長0.4萬輛，從2020年到2023年9月份，HUD搭載量呈持續上升的趨勢，其中W-HUD占比89.8%，仍為當前主流配置。AR-HUD搭載量同比去年增長123%，且截至2023年9月，共有25家車企搭載AR-HUD，有19家為自主品牌，其中10家均為2023年新增，合資品牌僅有5家。

從車載HUD搭載派系來看，2023年1-9月，自主品牌車企HUD標配量為87.2萬輛，占比61%，較2022年整年增長12%；TOP10車企中有6家均為自主品牌，騰勢以及理想銷量同比增長最快，HUD搭載量隨之上升。

（以上數據來源于蓋世汽車研究院）

二、車載AR-HUD技術路線

AR-HUD根據光機投影技術選擇的不同，可劃分以下三類：TFT-LCD、DLP、LCOS。簡單概括如下：TFT-LCD技術比較成熟，具有成本優勢，但是清晰度差，耐溫性差；DLP為目前主流技術，成像效果好，但專利被德州儀器掌握；LCOS目前華為主導，國內自主開發，性能上和DLP不相上下。

圖片來源AutoLab，侵刪

通過簡單的示意圖能看到，其實最影響視覺體驗的是影像源。

TFT技術早期用的比較多，現在在市面上比較常見的成像技術大多數是DLP技術。LCOS是比較新的技術，華為最新為飛凡R7提供的AR-HUD就使用到了LCOS技術，畫面顯示和耐溫程度等等會有優勢。LCOS技術成熟度比較高，目測它也會成為以后發展的主流趨勢。

三、車載AR-HUD與儀表盤

隨著AR-HUD不斷取得技術的突破和成本的下降，在智能座艙中的應用將越來越多。與儀表盤所承載的功能和信息也開始出現重疊，“儀表是否會被取代”或者“儀表會不會消失”將成為業界重點討論話題。

與儀表相比，AR-HUD無疑是有一些非常明顯的優點，高科技感、實用性、某種條件下優越的顯示位置以及相應的信息獲取效率，都是儀表不可比擬的。在駕駛過程中，駕駛員不用低頭甚至不用將視線從前方路面移開，就可以看到駕駛相關的重要信息，比如導航車道信息、車道保持、前車距離、車輛行駛信息等。乃至周圍出現的車輛和行人預警，都可以直接疊加在車外實景路況上，這些都是AR-HUD的天然優勢。

但是，儀表并非一無是處。

首先，儀表能承載和展示的信息量比HUD要大得多,一些解釋類信息和無須立即做出反應的行為引導，更適合通過儀表顯示:其次，至少在當下和短期內，儀表性能的穩定性、數據的時效性優于HUD；最后，儀表不只用來顯示駕駛相關信息，也是車企傳遞自身品牌特色的一個窗口，各種動畫、場景切換效果在 HUD 上難以實現。

受制于各種客觀條件，AR-HUD短時間內難以普及，其定位更多是對儀表和中控上部分信息的同步和增強。如果徹底取消儀表，把儀表上承載的功能信息分攤到 HUD和中控上，不少人會擔憂，如果電子元器件不穩定，比如突然出現顯示故障、死機了或者卡住了，那要怎么辦？在 HUD和儀表兼具的情況下，HUD上的信息在儀表和中控上亦有顯示，所以即便HUD失效，用戶還有替代方案，駕駛不會受到影響。

而從中長期來看，儀表的不可替代性正在被打破。特斯拉Model3/Y就沒有配置儀表盤，而是把以往在儀表上顯示的信息挪到了中控大屏上，理想L9也取消了儀表盤，但座艙內仍有五塊屏幕：HUD、方向盤屏幕，以及中控、副駕、二排屏三塊 15.7英寸的 OLED 屏幕。當儀表的功能和所能呈現的信息，被轉移或分攤到其他屏幕或媒介上，那塊屏幕也就可以被“取消”了。

四、車載AR-HUD的現狀

業界普遍認為，HUD未來在智能座艙的應用會越來越多，顯示的質感會不斷改善，而AR-HUD是車載HUD的必由之路。據《2022中國智能汽車發展趨勢洞察報告》的預測，AR-HUD在HUD市場的份額將在2030年增至43%左右。

雖然大家普遍看好AR-HUD的未來，但要真正實現AR效果，為智能座艙錦上添花，還面臨很多難題。

1. 顯示信息有限制

AR-HUD在車輛行駛過程中，展示哪些信息、如何展示，展示的信息密度等都需要根據用戶場景需求謹慎取舍。AR-HUD的設計要點是將影響駕駛員駕駛決策的信息置于最高級別，以提高用戶認知效率，減輕認知負擔。

如果AR-HUD上信息量過大，可能引發認知捕捉問題，也就是駕駛員由于多種視覺刺激而分心，降低對外部環境中重要物體(如行人、前方車輛)的注意力。因此，在AR-HUD上的信息需要被精簡，信息架構應該簡潔明了，有明確的信息優先級，不顯示與當前駕駛任務無關或無用的信息。

基于用戶心智模型，AR-HUD上信息的需求有三大類：

1. 實時了解車輛狀況；
2. 實時掌握導航信息以做出駕駛決策；
3. 及時獲知駕駛環中的潛在危險。

目前搭載了 AR-HUD的多款量產車，基本上都會顯示如下信息：車速、限速、行駛方向、車道保持以及自適應巡航等ADAS相關信息。與儀表上的信息相比，HUD或AR-HUD上的信息量大為減少。

上圖為AR-HUD通常顯示的信息

根據?？硕?Hick’sLaw)，界面上用戶面臨的選擇數量越多，反應時間會越長。在開車時，駕駛員需要同時留意多個視覺元素，當中包括道路前方的車輛和行人信息，留給HUD的信息展示空間并不多。用戶信息處理的臨界值還有待研究驗證可以肯定的是，不能把儀表上的信息照搬到AR-HUD上，而是要有所取舍，把儀表中控上與當前駕駛關聯性最高的信息提取出來。

2. 顯示效果待提升

1. AR-HUD的顯示效果還有很大的提升空間。具體而言包括：
2. AR-HUD呈現的數字化虛像與實景道路環境的融合或自然貼合問題；
3. 畫面位置如何根據駕駛員的視線和頭部姿態進行實時調節；
4. AR-HUD展示能否根據天氣、光線等外部環境進行動態調整。
5. 目前AR-HUD很難不出現延時，因為車速很快，但系統數據傳輸和成像有延遲，導致標記對象(如周圍的車、路口轉向箭頭等)遺漏或偏差，不利于行車安全。

目前，大部分量產車型的AR-HUD采用的其實是2D平面顯示技術，投影出的虛像固定在駕駛員前方特定距離，再通過實時渲染的3D動畫給人一種實時與航的立體感。但駕駛員身高體態不同，行車過程中車輛顛簸抖動，視線也會在定范圍內不斷轉移，看到的AR-HUD投影可能平移浮動、脫離路面環境，容易產生眩暈感，甚至對信息產生誤解。

AR-HUD很容易受車外環境影響，光線強度、天氣狀況、前方的物體遮擋等可能令顯示效果不佳。為了應對這些情況，從設計角度而言，AR-HUD上的元素普遍采用紅、黃、藍、綠這些高飽和、高對比度的顏色或半透明色塊，并且顏色語義與儀表等傳統保持一致，例如紅色表示高度緊急、黃色具有警示性、綠色表示正常運行或安全狀況。

建議不要使用超過四種顏色進行語義編碼，以免造成視覺干擾或認知負荷。不同品牌的AR-HUD 還通過尺寸大小、色彩亮度的變化、空間透視以及位置方向上的排布表現視覺元素之間的關系，塑造區分界面元素的視覺重量，以及構建視覺層次。

3. 成本和體積等客觀因素制約

AR-HUD的發展還受制于成本和體積問題。無論是HUD還是ARHD，其光學結構特殊性決定了難以大批量標準化生產，而需要為一款車定制,因此成本較高。

至于體積，AR-HUD設備的整體尺寸大過W-HUD和C-HUD當前量產或預研的AR-HUD產品最大可達I7L，大部分在12L左右，要占用前方儀表板（IP）不少空間，而且會干涉到前艙流水槽、IP風道和CCB（Cross CaBeam，儀表板橫梁）的結構和布置，所以業界建議在平臺架構開發階段就為ARHUD留出空間。下一代AR-HUD的研發重點之一，便是通過技術和結構創新進一步縮小體積及降低成本。

五、理想L9搭載的HUD案例

理想L9 給我們帶來最大的變化很顯然是取消了儀表屏幕，轉而用 HUD 和安全駕駛交互屏代替。理論上，HUD 是可以做到這一點，但從實際的產品來看，盡管這塊 HUD 已經盡量提高了亮度，超過了不少競品，而且顯示大小和精細度也更好，但它在實際情況下，仍不是 100%可用的。

第一是因為它在極限情況下還是不夠亮，在陽光充足的白天，如果前邊有白車，那么 HUD 的亮度沒辦法讓顯示的內容足夠突出，如果在夜間對面有開遠光燈，HUD 也是看不清的。

第二則是畫面疊加導致的可讀性下降。當路面有復雜紋理，或者前方的景物并非純色的時候，我們都沒辦法精確的識別 HUD 顯示的內容。

這就是為什么 L9 的 HUD 說是要代替儀表，但并沒有把傳統儀表屏幕能顯示的信息都搬上去，因為 HUD 注定不適合顯示小字符或者是細線條。

BMW M 2021大家可以回憶一下，為什么沒有一家汽車企業敢把 HUD 投射區域安排在視野正前方？

Mercedes-Benz S-CLass 2015為什么傳統 HUD 的信息都非常簡潔，只有大號加粗字體和大面積的純色色塊，其實都是為了 HUD 的可讀性，也為了不影響駕駛。

那么既然 HUD 只能盡量靠下，而儀表屏一直在盡可能靠上，那么實際上它們的視線還真沒差多少。

這時候我們來梳理一下整件事的邏輯：

1. 首先，理想認為儀表屏需要低頭看會不安全→所以它想要用 HUD 解決這個問題；
2. 接著，理想覺得傳統 HUD +儀表屏的設計不夠酷→所以它定制了更亮更大更精細的 HUD；
3. 然后，理想發現 HUD 沒辦法顯示復雜信息，不能完全代替儀表盤→所以它弱化了 HUD 的功能，并且用其他的屏幕顯示儀表屏剩余的信息。

最后我們會發現，一頭一尾連起來了：理想花大價錢定制的 HUD 提供的功能并沒有比普通 HUD 多，大家還是只能用它來看時速擋位和要不要轉彎，需要看詳細地圖和導航的時候，還是得看中控屏。

一切似乎變了，但又好像沒有變，L9 的 HUD 可能是替代了儀表屏，但又仿佛沒有替代過一樣。我認為在真正能夠跟蹤識別顯示的 AR-HUD 出現之前，HUD 想要代替儀表屏，還是難。

本案例來源于知乎網友（Navis Li））分享。

六、總結：AR-HUD未來可期

隨著光學、AR、圖像識別、系統算力等技術進步，HUD進入AR-HUD時代。2020年，奔馳宣布在S級量產車上搭載AR-HUD，其后，紅旗E-HS9、大眾ID,4、奧迪 Q4 e-tron、長城 WEY 摩卡、北京汽車“魔方”、AITO 問界 M5等多款配備了 AR-HUD的量產車型先后亮相。

與C-HUD和W-HUD相比，AR-HUD不僅成像區域更大、投射距離更遠，而且與真實道路環境融合更為緊密，在一定程度上改善了顯示效果。AR-HUD可以顯示路上路況、行人、交通信號等實時信息，以及結合ADAS的感知功能，提供車道偏離、跟車距離、碰撞預警等。

AR-HUD 結合了HUD和增強現實顯示技術，以自然的距離將信息疊加在路面實景之上，等于在前方路面上加標注。并且，AR-HUD可以與ADAS等系統深度整合，基于實時路況提供車道偏離預警、前車距離警告等，提高駕駛員的態勢感知能力，也帶來更沉浸的駕駛體驗。