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一个鸡肋的技术Head Up Display抬头显示器
2019-06-11 22:10:04· 来源：汽车商业评论 作者：李艾臻 钱亚光
这并不是一个过时的话题，因为HUD（Head Up Display抬头显示器）这一被界业视为鸡肋的技术，找到了一条新出路。HUD的前身是使用在战斗机上的光学瞄准器，最早作
这并不是一个过时的话题，因为HUD（Head Up Display抬头显示器）这一被界业视为鸡肋的技术，找到了一条新出路。
HUD的前身是使用在战斗机上的光学瞄准器，最早作为飞行辅助仪器被运用在航空器上，帮助飞行员在激烈的空战中快速的获取重要飞行信息，降低飞行员需要低头查看仪表的频率，避免注意力中断，丧失对状态意识的掌握。
因其具有方便性以及能够提高飞行安全性的优点，民航机在上世纪70年代也纷纷开始了这项技术的跟进。
美国通用汽车是首次让这一“飞在空中”的技术实现落地的汽车企业。1988年，奥兹莫比尔在Cutlass Supreme车型上搭载了该系统，这在盛行“电子风”的1980年代显得超级炫酷。
随后，通用的庞蒂亚克和凯迪拉克旗下车型也相继搭载，直到1997年在第五代雪佛兰Corvette C5跑车上出现的世界上第一款彩色HUD时（属于W-HUD），这一技术的发展才真正往前迈进了一步。
此前的HUD系统一直应用在高端车型上，随着降低成本方法的出现，近几年在中低端车型上也能够见到。
例如在内饰设计上一直喜欢表现战斗机座舱既视感的标致汽车，在2014年推出3008车型时，就将行车信息投影在了驾驶员正前方的一块透明树脂玻璃上（属于C-HUD），以烘托“战斗气氛”。
由于汽车的风挡玻璃是夹层结构，如果直接投射会因夹层折射出现重影，且受日光影响较大。而标致的这种方式无需对风挡玻璃进行特殊处理就可以有效控制成本。如今，这种做法已被很多车型采纳。
而汽车商业评论前不久试驾吉利几何A时发现，该车装配的W-HUD投射尺寸达到了8英寸，不但尺寸增大，同时还被赋予了更多信息，完全有取代传统仪表盘的趋势，这很有可能会成为未来智能座舱的一个雏形。
做不好就是一种干扰
有人曾对HUD技术发出过质疑，把这么大一块屏幕投在挡风玻璃上，虽然位置比较靠下，但似乎并没有想清楚到底要怎么用，如果用不好还有可能增加危险。所以，目前也仅仅是比较偏信息、娱乐的卖点功能。
当前许多车企都在宣称HUD可以大大提高高速驾驶的安全性，但根据此前外媒的报道称，在多伦多大学的一份研究报告中表明，这种技术方式可能不但没有想象中那么美好，反而会增大事故发生的概率。
报告中称，驾驶者可以通过HUD系统获得各类反馈信息，包括接打电话和前方车辆紧急制动而导致追尾的风险警示，此类信息就会对驾驶者造成思维扰乱，原因在于驾驶员需要一边关注路面情况，一边尝试理解屏幕上的提示，这本身就是一种干扰。
通过测试发现，当过多的信息出现时，驾驶员无法立即分辨哪些信息是需要立刻关注的，哪些是可以次要获取的。
例如，前方进入弯道的提醒可能与追尾警示一同出现，如此一来，有可能对驾驶员的判断造成慌乱，尤其是新手司机，无法及时处理近在眼前的危险。
但问题的根源并不在于技术本身，而在于应用的场景。飞行员在驾驶飞机时，HUD投射的文字和影像调整在视觉焦距无限远的距离上，飞行员透过HUD能够轻易地将外界的景象或前方敌机与HUD显示预估的命中点以及相关信息融为一体。
始终保持视线专注的飞行员不需要眼睛的焦距发生太大变化，但汽车驾驶则不同，复杂的路面状况需要驾驶员的视线焦距在前车距离、岔道路口、标志标牌以及突然窜出的行人或动物与HUD的信息中间来回变换。
“任何杂乱的视觉信号都会产生干扰，导致驾驶员的注意力无法集中于道路之上”，神经科学家曾表示，这对于反应稍差或不善于处理突发状况的驾驶员来说可能根本来不及应付。
了解视觉导向设计的人都知道，在数字（或文字）、图形和颜色之间，人类大脑能做出最快反应的永远是颜色排在第一位，图形是第二位。
例如，在获取时间信息上，人在看指针钟表时会比看数字钟表以更快的速度知晓时间，因为两个指针所形成的姿态已经在人们大脑中变成了一个固有的图形，而颜色带来的视觉效应更是不需要辨别图形概念的。
这也就是为什么汽车上的传统指针仪表能更迅速地告诉驾驶员信息的原因，只要扫一眼或用眼睛余光便知道指针大概的位置，而数字仪表需要花时间去读取。
因此，如果没有一个“智慧”的显示方式，那么HUD将永远成为鸡肋。然而，与AR（Argumented Reaility，增强现实）技术的结合，让HUD的处境发生了逆转。
“我们是没有对手的”
AR-HUD对于传统HUD来说，是从底层技术方案到应用层产品体验的一次彻底革新。
随着不断升级，AR技术让HUD成为ADAS系统的重要组成部分，愿意安装它的车企也越来越多，一颗枯树貌似回了春。
这让国内外很多初创企业看到了逆袭的机会，2015年前后，国内外涌现了一批做HUD的初创企业，如Navdy、WayRay、未来黑科技、衍视科技、泽景电子、车萝卜等，并推出了自己的产品，在一定程度上促进了HUD行业技术的进步，而未来黑科技（FUTURUS）正是其中的佼佼者。
前不久，汽车商业评论记者采访了未来黑科技创始人、总裁徐俊峰，对这家有可能最先造出全车窗HUD的企业有了更多的了解。
这家拥有80多名员工的科技公司成立于2015年，在北京亦庄的经开大厦占据了整整一层的办公空间，里面除了日常办公的地方，还有科学家们做实验和进行演示的实验室。
在获得英诺天使基金天使轮投资后，于2016年又获得了软银Pre-A轮投资；2017年10月，完成千万美元级A轮融资，凯辉基金（背后大股东是法雷奥）领投，软银中国与壹号资本等跟投；2019年1月，又获得亿元人民币的Pre-B轮融资，投资方包括德厚资本和凯辉基金。
采访当天，徐俊峰带着一副学者型的圆框眼镜，穿了一件红色的套头运动卫衣，儒雅间又充满了朝气和活力。
这位来自江苏盐城的80后小伙子，毕业于南京大学理科强化班，专业偏数学和物理，既是理学硕士，又是在读博士的他告诉了汽车商业评论他们在HUD领域的解决之道。
当前HUD主要分C-HUD和W-HUD两种形式。C-HUD显示屏幕为置于仪表盘上方的一块透明树脂玻璃，是标准件，因为什么车都能装，开发成本也低，零部件大厂愿意做这个，而HUD初创企业大多也以此为先导产品。
但C-HUD画面很小、显示内容少，并不是市场刚需，消费者接受程度有限。在徐俊峰聊过的车厂中，各家一致都认为C-HUD既便宜又方便，但市场不认可，车厂并不愿意接受。
W-HUD是直接把图像投到挡风玻璃上，这是车厂想要的，也是消费者想要的，但技术难度、开发难度、资金投入都比较大。
这种HUD原来只在豪华车型上才有，现在20多万元的车上也开始装了，比如上汽通用的君威、君越和昂科威，而W-HUD正是未来黑科技最近研发的主要方向。
W-HUD要根据挡风玻璃的尺寸和曲率搭配高精度非球面反射镜，每一款车型内部结构不同，挡风玻璃曲度不一样，要单独设计HUD特定的光学结构，里面所有的玻璃部件、塑料部件都是新的，开发成本比较高。
目前，博世、大陆、电装、爱信精机、矢崎、伟世通、法雷奥等大厂都拥有这种挡风玻璃成像技术，但这种定制的W-HUD难以同时适配于多种车型。
不仅开发周期长，规模效应差，而且成本投入大，难以满足巨头们利润迅速增长的需要，以至于它们在这方面的研发积极性也就不高。
原因在于，虽然成像清晰度不断提升，显示信息也越来越丰富，但这些巨头的产品一直以来在W-HUD的FOV(视场角)、功耗以及亮度等核心要素上并没有取得重大突破，但这就给后来者提供了一个赶超的机会。
而未来黑科技向汽车商业评论展示了他们正在做的第三层次的抬头显示器——全车窗HUD。
这是一种需要将增强现实与真实场景相结合的技术，首先要通过摄像头、激光雷达，辅助驾驶系统识别车道、车辆以及车距的远近；再融合GPS、高德地图和路上的交通标识，就能够确定自己的位置，了解往什么方向开，从哪条车道走。
“这里面有GPS、有地图、有传感器、有摄像机、有机器视觉、有深度学习，所以这是个很复杂的东西。”徐俊峰表示，最后把这些信息叠加在路况实景上，再加上挡风玻璃才能够做成这个事。
未来黑科技将在今年年底推出一辆带有该技术的概念车，并且可以在北京亦庄的道路上进行试乘试驾，所用车辆正是前面提到的在德系豪华品牌的车型上改装而来。
在徐俊峰的想象中，未来人车的交互过程，输入端是语音，输出端就是HUD，司机完全不需要转头去看中控屏。
“毕竟我是个做创业的人，如果不赚钱公司就不可持续。” 徐俊峰说，他们这家德系豪华品牌客户最为激进，要求在2023年就要把该技术量产装车，但无奈资源不足，“这件事把他们逼得够呛”。
在面积较大的HUD领域中，未来黑科技有WayRay和大陆两家欧洲对手，一家是初创企业，一家是传统零部件企业，但徐俊峰也自信地表示：“在全车窗HUD领域，我们是没有对手的。”
汽车商业评论了解到，目前未来黑科技拥有三条技术路线用来实现全车窗HUD，其中两条是成熟的，还有一条不太成熟，而这里面的关键技术难点在于屏幕的亮度。尤其在白天，屏幕要比外面阳光下的环境亮度还要亮，风挡玻璃上显示的图像才能看得见。
HUD每个像素发出的光如果只能让特定的某个人看到，加上两只眼睛还有角度差异，要把能量聚焦到人眼上，那光就会非常亮。光是照到挡风玻璃再反射到人眼中，还要考虑风挡的曲度，如果要达到AR-HUD效果，需把影像叠加到实景上，难度就更大了。
这种HUD的UI设计也是因需求而定，是给主驾看，还是给副驾看，现在是只能主驾看，未来可能前排两个人都能看，内容可能还会不一样。但问题是屏幕不仅要亮还不能费电，在这一点上，未来黑科技也找到了办法。
去年，未来黑科技参加了美国一家电动车公司的HUD评估，产品是普通的小屏HUD，同时参加评估日本HUD大厂矢崎（YAZAKI）的产品功耗20多瓦，而徐俊峰的产品只有3瓦，就算是他的全车窗HUD功耗也只有20多瓦。
“全世界没有第二种方法可以解决亮度问题。”徐俊峰自豪地介绍，必须让每一个像素发出的光都聚焦到特定方向的人的眼睛上，只有这样才能发出非常亮的光。
而这里面的难点在于必须让每一个像素都是“聪明”的，原因在于两只眼睛有一定的区间范围，加之驾驶员的头还要时不时的动一动，但这还不算最难的。
“由于风挡玻璃的角度是弯曲的，所以你还得考虑不同车型上，不同弯曲角度的风挡玻璃，这一点是很难很难的。”徐俊峰说。
两天半拿下软银
未来黑科技在HUD领域能迅速取得今天的成绩，这与徐俊峰的商业头脑分不开。
最早他从手机行业起步，曾担任世界500强公司的高级运营经理，以及高级项目经理等职位，10多年的技术研发与管理工作经验，为日后在研发项目上的资金运用提供了经验。
这家公司的核心技术团队由博士、科学家和工程师组成，分别有南大、清华、北大等科研经历，以及微软、诺基亚、联想、松下、霍尼韦尔等世界500强企业的实践经验。
据说，徐俊峰与最早的投资者英诺天使基金创始人李竹见面时，用一句“惊人”的话给对方留下了深刻的印象，整个过程只谈了十几分钟，便拿到了500万元的启动资金。
而同在采访现场的软银投资人张丽称，软银投资未来黑科技时，也只用两天半便做出了决定，当时她已经看了十几家类似公司，对未来黑科技的技术和运作最为满意。
后来徐俊峰又和软银控制投资的宋安澜博士进行了详谈，原本计划只聊半个小时，结果谈了三个多小时，直到半夜。宋博士曾多年从事计算机网络和信息系统领域的科研教学，在高科技领域里知识渊博。徐俊峰表示：“软银一般很少投初期的小项目，未来黑科技是幸运的”。
谈到创业时，徐俊峰笑着说他最开始是想做双目AR眼镜，直接用眼镜聊微信、刷微博，不看的时候手一推，眼前的画面就关掉了，他觉得“这种东西还挺酷的，又能改变人的生活状态”。
为此，他特地去美国硅谷进行了考察，问当时在AR眼镜领域做得最牛的企业之一ODG（由于市场太小，后来的经营未能持续），产品能不能画面再做大点，体积再小点，结果对方直接对他说了一句：“No way。”
这样的回答却让徐俊峰心里有了底，他觉得当时的技术、芯片已经成熟了，以自己在光学等领域的知识储备，完全可以做出更好的双目AR眼镜。
回国后的徐俊峰辞了职，走上了创业之路。不过，来自英诺天使基金与臻云创投的天使轮融资实在养不起这个烧钱的项目，只好转向汽车用产品。
“大概是2015年年底，奇点沈总建议我们做这个东西，因为他想在奇点的车上装一个16英寸W-HUD。”面对奇点汽车CEO沈海寅的建议，徐俊峰的内心起初是矛盾的，但他还是做了一个非常细致的调研，并琢磨起了未来的汽车。
在随后查阅的大量关于HUD行业分析的报告（包括HIS的报告）中他发现，写报告的人并不了解这一行，写的技术也是错的，但对趋势发展的预测没错。而后来发生的一次危险经历，使他坚定的开始了对HUD的研发。
“有一天我在开车的时候看手机，差点跟前车撞了，开始觉得这个智能化不是很靠谱。虽然很好用，又有导航、又有路况、又能看电影，但我在跟它交互的时候就会非常危险。”在2019第十一届中国汽车蓝皮书论坛上，徐俊峰分享了他的一个亲身经历。
2016年前后，安装HUD的车企越来越多。以前是奔驰、宝马、奥迪、沃尔沃、凯迪拉克等品牌的高配才有，现在通用、丰田和大众的B级车也在安装。
徐俊峰表示：“造车新势力奇点上HUD还能理解，是为了增加亮点和卖点。”但吉利、广汽、奇瑞、长城这些国产车型也要装HUD是一直卡在他心里的一个疑问。
而正是那次危险的经历，给了他一个答案。徐俊峰认为，HUD需求增长的根本意义在于安全。而智能网联化起到了推波助澜的作用。他去找奔驰、宝马、奥迪和法雷奥的人求证，他们认同徐的看法，“但也有自主车企并不清楚为什么要装HUD的，有的甚至说‘是领导想要的’”。
“他们没想清楚不要紧，我想清楚就行了，我只有想明白了，才会去做这件事。”现在的徐俊峰相信，HUD在智能网联车上会有大量的应用。
后装HUD的新出路
目前，未来黑科技正在与自主品牌和德国一线豪华品牌展开合作，并且在上汽大通的一款SUV以及一款商用车上已经配置了他们的W-HUD产品。与此同时，与吉利、长城旗下高端车型的合作项目也在进行之中。
但“不受待见”的C-HUD并非一无是处，徐俊峰给它找了一条新出路。
后装的C-HUD能够快速实现量产，但由于样子不好看，显示内容少，消费者接受程度有限，以致于不少只做后装HUD，未能及时切入前装HUD领域的初创企业陆续陷入困境，甚至销声匿迹，包括名气非常大的Navdy。
未来黑科技也推出了拥有自主知识产权的百路达后装C-HUD，采用了空间复合参数成像专利技术及视网膜显示技术，不会产生眩晕感，其亮度设计能够应对不同的天气情况。另外，其还搭载了语音交互系统，能够辨别车主的语音指令。目前在天猫商城、机场店里可以买到。
对于后装HUD，未来黑科技正在采用新方式进行推广，比如与首汽约车等出行公司进行合作，准备在网约车上大批量安装C-HUD，以提升司机和乘车人的安全。
“能不能为专车司机开发一种HUD？因为司机在接单时总是看手机，对于司机和乘客来说，都太危险了。”2015年，徐俊峰在和Uber员工聊天时，对方给他提出了一个需求。
现在，未来黑科技已经在给首汽约车的网约车安装上了C-HUD产品，不过徐俊峰也表示：“目的不是为了挣钱。”
如果按目前每辆网约车每天接20单计算，如果有5万名司机安装C-HUD，一年将有大约3亿多人次看到未来黑科技的产品。
如此一来，未来黑科技的HUD不但为司机提供了安全，还让乘客看了车载HUD，就等于给未来黑科技做了广告。徐俊峰表示，从这个渠道关注他们产品的人，如果想买，会提供很大幅度的优惠，并会给相关司机分成，“今年未来黑科技会通过这种方式来赚钱”。
“如果我们与首汽约车合作项目的转化率达到千分之一，能赢利1亿元，那其中的至少5千万元我是要花掉的。”徐俊峰认为，今年的融资情况会比较困难，因此要把精力更多的放在赚钱上，而不是新技术的大力研发上。“几万美元的项目可以做，几百万美元的项目就要先放一放了。”他说。
坚持基础科学研发，进行更多的技术储备，是保持公司持久创新能力的不二法门，但作为初创企业，如何把钱花在刀刃上，尽快为公司带来利润，让公司在激烈的竞争中活下来，是徐俊峰要考虑的重中之重。
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