技术的分化与演进，如果能提升性能，无疑是技术进步的标志。
当前，智能网联汽车的车载AR-HUD呈现出两大主流技术路线，一种是曲面反射镜式HUD，为现阶段量产主流产品；另一种是光波导HUD，是下一代HUD发展的核心方向。而光波导HUD又细分为表面浮雕光栅、几何光波导、体全息光波导三类。从光学角度看，几何光波导使用的是传统几何光学原理，而表面浮雕光栅和体全息光波导归属于衍射光波导。而更多的意见认为，光波导HUD将是未来发展趋势。
发展前景逐渐清晰
业内有人认为，在一辆自动驾驶的车里，不用再点中控屏，导航箭头会直接“粘”在前方路面的车道线上，AI助手的行程规划、智驾的变道意图、远处150米的行人预警，都以虚实融合的方式悬浮在挡风玻璃上，视线全程不离开路面就能完成所有交互，这就是正在逐渐落地的光波导HUD带来的出行体验。
目前，HUD也早已不是豪华车的专属选配，而正快速下探到10万级车型成为“安全刚需”。在行业快速普及的背后，传统HUD的体积瓶颈、成像局限、交互痛点也日益凸显。正因如此，光波导HUD正逐渐走上前台。
就光波导HUD而言，不仅有外观上的更轻薄，也有把AR眼镜上已经成熟应用的微纳光学技术，跨界移植到车载场景，解决了传统HUD的技术瓶颈。与传统HUD的透镜成像逻辑完全不同，光波导HUD采用的是“平行光直接成像”模式，传统自由曲面HUD依靠放大镜面把画面投射出去，相当于用一个大号放大镜把PGU屏幕上的画面“撑开”，虚像距离最远只能做到几米；而光波导HUD输出的是准直平行光，最终形成的虚像距离可以直接达到更远，驾驶员看HUD画面时的眼球状态，和看远处真实路面时完全一致，长时间使用也不会产生视觉疲劳。
目前行业内已经落地的光波导HUD技术路线主要分为三类：几何光波导凭借优秀的色彩还原能力和高亮度表现，最先在车载场景完成工程验证；衍射光波导的光栅设计灵活度更高，量产良率提升速度最快，是当前消费级AR眼镜的主流方案，也是车载光波导HUD接下来规模化落地的核心路径；全息光波导则凭借极致的轻薄化潜力，成为行业未来长期迭代的重要方向。
优势更多实用性强
当前，光波导HUD正在加速上车步伐，这是因为技术、市场、产业链均已成熟。
以往，在大约20年的时间中，车载HUD已经经历了三代技术迭代：最早的C-HUD把画面投射在专用小面板上，功能简陋且遮挡视线；随后普及的W-HUD直接把信息投在挡风玻璃上，只能显示车速、简单导航箭头这类基础信息；现在主流的AR-HUD用自由曲面反射镜实现了更大画幅，初步实现了导航和实景的融合。而光波导HUD的出现，打破了所有传统技术的固有瓶颈。
在体积与适配性上，从“大车专属”到“全车型通吃”。过去大画幅AR-HUD几乎只会出现在C级以上的豪华车型里，空间紧凑的车型，哪怕愿意付出高额研发成本，也很难装上体验合格的AR-HUD。而光波导HUD从根源上解决了这个问题。平板形态的光波导玻璃本身几乎不占纵深空间，整套系统的体积可以压缩到传统同规格AR-HUD的1/3，哪怕是A00级的微型代步车，也能轻松在仪表台里找到安装位置。而且光波导HUD的核心成像单元可以做到标准化，只需要针对不同车型做简单的结构适配，就能快速完成上车。
在成像体验上，从“屏幕投影”到“真实世界的延伸”。传统HUD用自由曲面镜放大成像，画面的亮度均匀度很难控制，中心区域和边缘区域的亮度差经常能超过50%。而光波导HUD依靠光波导内部的均匀耦出设计，能实现全画面几乎无差异的亮度表现，且不管驾驶员是调高调低座椅，甚至副驾乘员稍微侧身，都能清晰看到完整的HUD画面。
在虚实融合精度上，从“箭头叠加”到“像素级贴路”。传统HUD的成像链路太长，从PGU发出的画面经过多组反射镜折射之后，很容易产生畸变和延迟，哪怕搭配最先进的AR融合算法，也很难做到画面和实景的精准对齐。光波导HUD的光学链路被大幅简化，光线从投影光机发出之后，只需要经过极少的反射环节就能进入光波导，最终投射到驾驶员视野里，畸变率轻松控制在1%以下。
同时，在环境适应性、平台复用性、交互扩展性等方面，光波导HUD也具备较为显著的比较优势。
能否成为未来主力
当前，“光波导HUD会不会把仪表盘和中控屏全部干掉？”成为行业中热议的话题。
有行业人士表示，光波导HUD的终极形态，不是“消灭所有屏幕”，而是重构座舱里所有屏幕的角色分工。在车辆行驶过程中，光波导HUD是绝对的核心交互入口，所有和驾驶、AI交互、安全预警相关的信息，全部通过HUD呈现，仪表盘退化为一个极简冗余屏幕，只在极端情况下显示最基础的车速信息，传统的大尺寸机械仪表或许会消失；而中控屏也不再承担驾驶相关的交互功能，彻底变成一个驻车状态下的娱乐屏、副驾专属屏，尺寸可以做得更大，甚至可以支持折叠、移动，完全不用再考虑驾驶员行驶中操作的安全问题。
由此，整个座舱的设计逻辑会被解放，仪表台可以做得更扁平化、更通透，座舱里的物理按键数量可以降到最低，整个空间的利用率会大幅提升，这才是光波导HUD给汽车设计带来的改变。
还有业内人士指出，作为一种不断发展的技术，也要客观看到现阶段光波导HUD的局限性。目前，其长期车规级可靠性还需要更长时间的市场验证，极端高低温环境下的画面稳定性、长期使用之后的光栅老化表现，都是行业接下来要逐步优化的问题。同时，它的完整体验高度依赖车辆的智驾感知系统和空间融合算法，如果车型本身的ADAS感知能力不足，哪怕装了最顶尖的光波导HUD，也没办法实现精准的虚实融合效果，只能当成一个普通的W-HUD来用。
车载HUD的进化史，本质上就是一部智能汽车人机交互的“安全进化史”。从最早驾驶员需要低头看机械仪表盘，到后来伸手点中控屏，每一次交互方式的升级，本质上都是为了让驾驶员的视线更多地留在前方路面，让驾驶变得更安全、更轻松。光波导HUD的出现，是让车载交互回归了“人的自然视觉习惯”。它没有用更多的屏幕把驾驶员包围起来，而是把信息直接“放回”了真实世界里，让人和车、和道路的交互，终于不再需要隔着一块物理屏幕。
有关专家认为，随着相关技术的不断演进与完善，光波导HUD作为“把画面投在挡风玻璃上”的升级技术，将把智能汽车变成“有温度”的移动智能空间，为人们带来更好的出行体验。
来源：中国汽车报
