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做 HUD (Head Up Display 抬頭顯示)的難點在于光學呈像效果,因為涉及到光機、成像鏡片材料及玻璃曲率調節等問題。其次是解決在車內使用時的散熱問題,如果解決不好,容易導致系統崩潰。
目前國內做 HUD 的團隊在產品邏輯上相差不大,無外乎底層是 Android 系統,交互上采用語音和手勢,功能上包括導航、實時路況、微信、在線音樂、行車記錄儀等等。
在上周,雷鋒網編輯接觸了一個來自深圳的 HUD 團隊——智云谷科技,他們的產品叫做 CarPro。智云谷科技創始人侍強曾在愛普生、比亞迪從事 TFT 液晶屏產品研發,后在車友互聯擔任產品研發運營副總,有著 16 年車聯網、光學相關經驗。或許正因為如此,他們在 CarPro 上采用了與寶馬前裝 HUD 類似的 TFT 光學投影方案。
在采訪中,侍強反復提及了「懸浮感」、「科技感」、「通透」這幾個詞。從他的工程機演示來看,這款產品在觀感方面確實有些「與眾不同」。

Carpro 在中部并沒有槽
此外他提到了一個細節:目前采用 DLP 光學方案的廠商,都會在 HUD 的中部開一個槽——為了讓光更好地投射在投影板上成像。
當雷鋒網編輯得知 Carpro 的投射距離能達到 2 米,心里多少有些好奇,因為在目前看來,大多數 HUD 的投射距離在 0.65米 到 1.5 米左右(投射距離的遠近對于前方路面的觀感和駕駛體驗很不一樣)。至于他們是如何做到的,個中緣由可參考侍強與雷鋒網之間的對話(摘錄有刪減):
雷鋒網:最早是 Navdy 引領了 HUD 的熱潮,但由于散熱和技術方案的問題,導致 Navdy 遲遲沒有出貨。那么 Carpro 是如何解決相關問題?
侍強:Navdy 遇到的散熱問題是我們最先關注的。HUD 產品無論功能有多酷炫,如果散熱問題不能很好解決,就會造成系統不穩定。我們的做法是先解決基礎問題,然后才去談產品體驗;
其次是車型的匹配,不同的車型儀表臺千差萬別。我們設計了可吸附、臺階式的硅膠墊能適應儀表臺不同的高度;
第三是成像清晰度,采用 TFT 成像方案可以確保投射的影像清晰度;
最后是手勢識別的準確性和靈敏度。如果采用攝像頭做手勢識別,在車載使用環境上達到滿意的效果比較難,因為在用戶體驗上有兩個問題:一是用戶必須使用指定動作才能識別,帶來使用門檻;二是響應速度不夠快。
所以在手勢識別上,我們不會要求用戶采用標準的手勢動作,而是可以簡單、隨意地去完成操作。
雷鋒網:除了太陽直射產生的熱,怎么降低自身產生的熱量的問題?
侍強:在散熱系統里我們基本用了傳導、輻射、對流三種散熱解決方案。
首先做到盡量少產生熱,我們參考了筆記本電腦風扇的散熱方式;其次是盡量散熱,局部采用金屬機身吸收熱量;第三是采用車規級元器件,因為它比消費類電子產品更耐高溫,穩定性好。
在軟件層面,優化系統進程以免產生額外的負荷。
雷鋒網:Carpro 從去年 9 月開始經過了三次迭代,每次迭代有哪些變化?
侍強:去年 12 月我們做出了第一代樣機,當時除了手勢識別,CarPro 在光學成像、導航、語音上的功能都基本實現。但顯示亮度、散熱穩定性、顯示距離還做得不夠完善,整體體驗也不好。
在第二代上,著重改進的是外觀設計,將體積做小,讓它更精致和有設計感。在散熱方面也做了改進,在高溫情況下正常使用。期間還做了 3 個月的亮度跟蹤測試,根據自動感光的元器件,優化了光線的自動調節算法。
雷鋒網:在這個過程中哪個環節比較耗時?
侍強:主要是光學上。我們的要求是在強光直射下清晰可辨,在夜晚(弱光)柔和不刺眼。
雷鋒網:在國內被媒體曝光的幾款 HUD 在光學方案上大多使用 Microvision 或 DLP,為什么你們這是使用 TFT 材料,是因為成本上的考慮?
侍強:不是成本方面的問題。我們沒有采用 DLP 方案首先是散熱問題,DLP 是 TI (德州儀器)的專利技術,目前 HUD 使用的微型 DLP,最早使用在微型投影儀上,而它的工作環境在室內,與車內使用環境完全不同。 DLP 的使用環境不宜超過 65 度,這一特性很難滿足車規級產品對于耐高溫的要求。
第二個是光學效果有差別,用戶感受到 HUD 有科技感的地方在于畫面純凈,圖像懸浮在路面前方, TFT 經過團隊的調教可以做到圖像基本看不到背景噪點,圖像顯示效果清晰。
雷鋒網:通常 HUD 的投射距離在 70 厘米左右,要在車內狹小的空間做到沒有噪點,并且達到 2 米的投射距離其實挺難的。
侍強:DLP 是一組封閉的光學投影套件,留給開發者的調試空間相當有限,由于它的焦距和成像大小基本固定,加上中控臺位置的空間限制等原因,使它的投射距離很少能達到 2 米。
使用 TFT 不會存在這樣的限制,我們從光源等底層硬件設計,可調節的空間相當大,這也是我們能將投射距離做到 2 米的一個原因。
雷鋒網:用戶在開車途中可能會進行焦距調節,必然對玻璃的曲率有相應要求,對于這兩點你們怎么處理?
侍強:將成像距離拉遠不是很難,但能讓人感覺圖像清晰又不虛,這涉及透明成像鏡、成像顯示模塊等,需要一套組合調整優化。
但是僅調試曲率還不夠,CarPro 的透明成像鏡我們打板不下 20 次,現在它給人的感覺很通透,鍍膜的配方也一直在修改,我們想做到讓它通透、沒有異物感和阻擋感。
后記
「用 TFT 也會遇到很多問題,比如視角、對比度問題。并不是說將他們組合在一起就能做好成像效果。還是需要花功夫去調試和論證。」侍強告訴雷鋒網,這也是為什么團隊從去年開始一直在持續地做優化。
在未來產品的規劃上,侍強想借助行車記錄儀的功能將 HUD 拓展至 AR (增強現實)HUD, 在他看來,汽車后裝市場很多產品還停留在「功能機」時代,而 HUD 是絕對值得嘗試的方向之一。
雖然投射距離的遠近在一定程度上會影響駕駛體驗,然而投影的影像面積大小也同樣制約著用戶體驗。其實這也是 HUD 創業者們需要思考的問題。

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