行家焦点访谈:HUD会取代仪表吗？光波导技术如何发展？AR眼镜可以替代HUD吗？

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关于HUD取代仪表这个问题可以换个更精确的方式来说是HUD去取代仪表的功能。大家可以看到目前在特斯拉上面没有仪表，只是把仪表的功能转化到中间的显示屏做显示，理想的L9上面并没有一个真正意义上的仪表，通过HUD和方向盘下面的显示屏，用HUD取代一部分仪表的功能。不得不说在仪表显示中有一些红色的报警，会有车速、转速、燃油等相关会影响驾驶员安全的信息。目前来看如果用HUD作为唯一承载所有显示信息功能的部件会引起大家一些顾虑，包括一些太阳光眩光等会对驾驶产生影响。比如在汽车撞车的场景下，挡风玻璃破碎后如何支撑驾驶员行驶到安全位置需要考虑。可以说HUD主要是进行仪表功能的显示，这些功能显示里着重要区分的是红色报警信息，这一块一定要做好备份显示，理想的L9上可以看到类似的备份显示，可以保证更高的安全性。

这个话题可能换成传统的仪表是否消失会更加合适，而不是说用HUD去替代它。从产业发展的角度来看，随着汽车的智能化以及自动驾驶的逐步普及，仪表的功能将逐渐弱化。HUD及中控屏显示方式与体验效果更加适应未来智能化汽车的发展趋势。一方面传统仪表容易被方向盘遮挡，另一方面仪表功能转移到HUD或中控屏之后，将会降低座舱设计对车机算力的要求，也会降低IP台造型设计复杂度，同时又能提升车型的易用性和科技感，所以我们认为传统仪表终将会消失。 另外传统仪表功能转移到HUD，也会提升整个HUD的装配率，从产业投资的角度来说，加大HUD融资也将促进行业的快速发展。 

特斯拉Model3和ModelY去掉了仪表盘，实际把显示方案放到中控的大屏上，仪表盘随着车辆智能化的提高，它的作用会越来越少，可以放到中控大屏上做相应的处理，它的功能只是换了一个方向满足，这个趋势是不可逆转的，最终目的是让汽车更加智能化，更加便捷化。但是取消仪表盘会带来另外一个问题，如果都移到中控大屏，显示的字体大小和角度在真正使用的时候需要改善提高，比如需要更大范围的角度、更长的注意力，进一步使得HUD本身安全性的优势会更加凸显。

首先我们定义HUD是驾驶员与车辆之间的交互，智能大灯则是车辆与周边，包括外部车辆以及交通参与人之间的交互模式。智能大灯大部分场景不是为了支持与驾驶员之间的交互，百分之九十以上的场景是为了做外界交互使用，只有极小部分场景的功能与HUD有一点重合，这是两者功能定义上的区别。第二在现实应用中，未来我们能看到车灯部分的场景大部分还都是在夜晚使用，HUD承载了全天候与驾驶员交互的使命，这是大灯取代不了的。我们也看到大灯的模式也不断丰富，从过去的卤素大灯，到后面的LED 到现在的像素大灯、激光大灯，它一直在不断演进，它优先要解决的首先是照明问题，在这个基础上再来解决交互问题。要特别注意大灯与HUD的交互对象与使用场景存在着巨大差异。

去年到现在AR在行业有很大的突破，HUD最早出现在飞机上，后面从座舱上做到飞行员的头盔上，AR眼镜可能是HUD最终的一个技术形式，从最终来说大家觉得在逻辑上可行的，中间的技术的进展有一个过程，现在AR眼镜上车到佩戴，具备HUD的功能逐渐成为可能。

智能大灯跟HUD基于的场景是不一样的，分别满足不同场景不同痛点里面的需求。比较清晰的看到智能大灯和AR-HUD会有各自的发展，谁也不会被取代。如果智能大灯充当HUD，在技术上就面临两个不可取代的地方，第一是白天的场景没法解决，白天把汽车的路灯打在路面上，驾驶员可能什么都看不见，第二就是HUD主要更多的是针对于驾驶员的隐私的信息，而智能大灯呈现的信息是投在外面给所有外部车辆和人看的，就涉及到场景的问题，可以看到智能大灯要交互的群体是马路上的人包括跟驾驶员的联动，HUD要联动的是车内的驾驶员。而说到AR全息眼镜显示这块，它至少要突破两个关键技术，首先它的显示屏和玻璃面在眼睛前面，而HUD是在挡风玻璃上，距离眼睛的距离是不同的，佩戴AR眼镜的驾驶员在头不断摇晃的过程中，对图像实时要求比较高，需要AR全息眼镜显示技术对图像实时性能具有非常高的算法。HUD这块人眼到挡风玻璃有一米的距离，对图像的实时要求可以被中和。第二个痛点关于网络安全，AR全息眼镜显示会从汽车上获得大量的信息数据，会获得实时的计算，需要有完整的网络安全机制，这块技术也很有挑战，包括未来整车架构里是否会和AR全息眼镜显示技术做融合交互可以拭目以待。

三屏联动是为了让大家体验更好，未来车内显示屏会更多。现在很多车型后排也有屏幕以及车内幕布投影。我们认为车内屏幕形式一定会越来越多、内容会越来越丰富，但需要考虑如何解决车辆与驾乘人员的交互问题。HUD解决了和驾驶员交互的问题，现在流行的车窗投影也是为了解决车内人员和车的互动及娱乐需求，三屏、五屏在未来会更多，人们在车内视觉体验也会更加丰富；但同时也对车机的计算能力提出了更高的要求，未来需要依赖算力更强的芯片支持。

一体化的人机交互主要把汽车里面分成三种类型的屏。第一种类型叫做第一显示屏，类似抬头显示器，会播放重要、及时、相关联的信息，驾驶员需要立即获知的（涉及到当前的驾驶状态，包括紧急的路面信息等）。第二类显示屏放的是重要的车身信息，类似于仪表或者仪表功能的显示屏，包含汽车当前的状态、燃油的信息、损失的油耗、行驶时间等是跟驾乘任务相关的重要信息。第三类信息称为第三类显示屏，会放一些驾乘娱乐和舒适相关的显示内容，包括地图，空调气温等。未来汽车不管是三屏还是五屏，都是按照一二三的分类去决定每块屏的不同属性。HUD会有燃油低的报警，首先联动的是HUD显示屏，驾驶员关注HUD显示屏以后，再去看仪表显示屏，可以看到燃油剩余量是否满足比如最后多少公里的行驶，是否需要加油这块是从仪表显示屏过去的，而当驾驶员把头移到右侧去看中控显示屏的时候，在一体化的人机交互时，导航地图就会立刻提示你附近的加油站，让驾驶员决定是否去加油。可以看到不同显示屏的不同的显示任务，根据显示任务去分配一体化的人机交互的屏幕该做什么。

不管是三屏五屏，最终都是以用户为核心的，以它的体验为中心来为他提供信息和智能化的界面。一二三屏不同层次的信息都是围绕用户不同的场景所需要得到的信息的优先级进行排布的，将来HMI也会更加强调智能化以用户为中心的设计，AR眼镜如果将来上车主要取代第一屏的作用，它的特殊点是显示在透明镜片上，它显示的信息有一定的强制性，很难不被注意到眼前出现的亮度的信息，可能比HUD这类显示的信息更加被强化，可能只会显示第一屏的重要信息会被显示。

我们主要产品就是光波导，集中在眼球光波导，车载方面的应用是光波导的一部分。最主要的应用是作为AR眼镜可能会有机会成为将来替代手机的智能终端，AR眼镜也是大家看光波导的主要方向，这一块在技术上和产业发展面临的问题是起步门槛比较高，需要前期投入的设备和资金也比较大，生产的良率的提升也是比较长的过程。目前我展示的AR眼镜是搭载着我们的衍射光波导，也搭载着光机，以消费电子为主，现在也到了可以向各个行业应用尝试的阶段。车载和AR-HUD的发展目前是很好的时间段，迭代成熟的过程中做交融，也会有相互促进的过程。

全息技术包括静态全息和动态全息两种，静态全息来说从狭义上来看，分为Waveguide（光波导）和HOE（Holographic Optical Element）技术，CGH（Computer Generated Holography）属于动态全息。光波导技术可以通过把体积转化成面积，更多的是“扩瞳技术”，在HUD应用更多需要解决车规化、产业化问题，光波导技术最大优点是在整个产业链已经初步具备，而国内会变成AR全息眼镜设计和制造的全球中心的定位则会推动光波导在国内形成一个完整产业链的分布。光波导在HUD量产里面的缺点在于时间的问题，如果把光波导做成更大的面积，制造的不良率如何降低以及制造时间如何改善需要去解决。而HOE技术可以满足光波导中比较难的一些问题，比如光效能，最大的问题是产业链比较缺失，同时也呼吁行业把精力投入在共建国内产业链上，也是我们的行业使命。

在未来三到五年，光波导上车都将面临困境。首先产业链发展方向不一样，目前光波导方向投入基本都在衍射光波导领域，但在AR眼镜上的应用还不足以支撑它往前走，大面积的光波导技术短时间内不具备量产能力。假设未来所有人都带AR眼镜，那么可以说它不是取代了HUD，而是颠覆了整个产业，重新塑造了显示模式。同时AR眼镜首先是需要解决佩戴舒适度和网络安全链接的问题。另外，HOE也是衍射光学技术重要的演进方向，我们在HOE方向也进行了多个领域的研究，未来也会推出基于HOE显示技术的样机。

汽车仪表功能不会被取代，但是仪表实体未来是否还是仪表是要打问号的，特斯拉Model3里面就没有仪表的实体了，它的功能在中控显示屏里存在，理想L9也把仪表的功能放在HUD和中控的显示屏上呈现，仪表的功能长期存在。未来仪表的形式会是什么载体可以得出几个趋势：仪表的功能在未来会平摊到一个物理的显示屏加上虚拟的显示屏来显示，比如HUD，或者液晶仪表未来会回归到朴实的状态，由大变小演进，可能只需要一个稍微小一点的TFT屏就可以显示相关的报警灯和车速，最终我们要打造一体化的人机交互，而座舱屏幕少就是多也是符合未来座舱的趋势。

未来车内显示的内容会变多，但显示的媒介与形式会更加简洁与智能。对于HUD来说需要解决好两件事情，首先解决好整车各域数据交互问题，其次就是解决车内驾乘人员的显示体验提升问题，比如把具备娱乐功能的HUD放到副驾的可能性，需要考虑满足不同场景应用的各类需求，不存在谁一定被完全取代；共存会是长期形态，包括后排的显示是不是只有液晶显示这一种模式，未来也会有更多创新的显示模式推出市场。

我们作为衍射光波导的上游厂商，产业发展和技术投入方向都是由下游驱动决定的，产业发展方向有赖于下游产品市场的确定性，包括车厂和完整解决方案Tier1厂商，行业领先的HUD厂商共同传导到上游引导技术和投入方向是非常重要的。

HUD抬头显示器的推广是具备必然性的，随着装车辆的增加，逐渐演化成普遍的产品，对于终端用户来说有三大必要性，包括行车的安全性、交互的便捷性、行车的智能性。随着车辆智能驾驶的发展，这三个方向必然推动HUD产品的全面普及，这个产品的转折点在2019年，当时渗透率只有6.4%，随着产品发展和中低端车厂的入局，HUD的认知和产业链也逐渐形成规模效应，成本的降低也带来装机量的提升，关于HUD标准也亟待出台，包括HUD系统的团体标准和HUD光机模块的行业标准，制定此类标准可以促进行业健康发展，目前在团体标准的制定过程中，我们已经成立起草组和行业专家组，就HUD产品的技术要求、光学参数、计算方法等已经进行了起草工作，完成了大纲和初稿，将来也会征求大家的意见。目前在光机行业标准制定中，我们也完成了初步标准的起草会议，也在收集归纳各行业专家的建议。