睿维视：聚焦前沿技术，AR-HUD用户体验如何提升？

2024年6月21-22日，易贸信息科技与智车行家在苏州举行2024（第五届）汽车抬头显示（HUD）前瞻技术展示交流会，睿维视CTO董道明博士受邀参加并发表主题演讲，与现场嘉宾深入交流如何打造更好的AR-HUD体验。

在AR-HUD刚开始上车时，大家普遍认为大的视场角（FoV）和远的投影距离（VID）可以实现多车道覆盖的功能，从而提升AR体验。随着光学镜片加工的日趋成熟，大视场角和远投影距离已可实现。然而，在HUD中即使多车道覆盖也可能无法实现相对理想的AR效果，一方面是由于存在整车数据链路打通的屏障，另一方面是由于在设计渲染内容中，往往参照的是车载屏幕的屏上设计，而非光学叠加、虚实结合的透明显示器的设计思路。由此，光学设计和渲染内容两大相互耦合的模块需系统性结合，共同提升AR效果。

光学设计是AR体验的基石。理论上AR沉浸感会随着FoV的增大而大幅提升，但在实际驾驶场景中，当时速超过60km/h时，由于关注度提升，人眼清晰探测的FoV会大幅缩小。所以考虑到实际的驾驶场景，FoV并不是越大越好；通常情况下，当FoV占据驾驶视野的1/3时，即可实现大部分AR功能，提升AR沉浸感。

对VID而言，较远的VID能够提高AR元素与现实的匹配。HUD中虚像上的素材会通过透视等渲染手段产生与实景的融合，然而不管是何种渲染手段，该素材的物理空间仍然存在于VID所在的固定焦面上。如下图(A)，当VID较近时，虚像AR素材会与实际道路产生较大的运动视差，而运动视差的存在会影响AR元素与实景的贴合，在这种情况下，AR与现实匹配不佳；反之，如下图(B)，虚像AR素材与实际道路产生的运动视差则会明显减小，从而提升AR与现实的配准效果。

较近和较远VID下虚像AR素材和现实道路贴合对比图

另一方面，在驾驶时，人眼需不断在虚像平面与实际道路之间切换焦距，若VID较近，人眼晶状体聚焦程度会增加，导致无法同时看清虚像和远景。当VID较远时，无论人眼聚焦在虚像还是远景，所看到的二者在感觉上清晰程度相同，也就是说，此时AR匹配元素与实景元素在人眼中清晰程度一致。

综上所述，合适的FoV能够增强AR沉浸感，较远的VID能够减弱虚像素材和远处道路信息的运动视差，进一步提高AR元素配准程度，同时避免由于人眼频繁切换焦平面导致的虚像信息和远处道路信息景深不匹配的问题，从而加强AR真实感。

对于HUD而言，根据软件实现复杂度的不同，轻量级AR效果（Lite AR）和真实AR效果（True AR）会带来不同的体验。在Lite AR中，AR效果以参数化动画和预存的序列帧素材为主，AR光学叠加元素较少，只能做到一定程度上的行车指引；相反，在True AR中，AR效果根据当前整车状态与周遭环境实时绘制，可实现与现实的完全贴合与联动，并可通过多种贴地与悬浮相关设计元素配合，优化驾驶中的AR体验感。

在大会同期“2024 AIIA汽车智能化领航创新奖”评选中，睿维视HUD荣获“智能创新奖”。睿维视AR-HUD可根据客户的不同定制化需求进行具体配置，实现与真实世界的虚实融合与高清、稳定的多信息成像，带来更智能的沉浸式驾驶体验。

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