AR-HUD的全息技术路线分析

全息有静态和动态两种。Waveguide（光波导）和HOE（Holographic Optical Element）属于静态全息，CGH（Computer Generated Holography）属于动态全息，而CGH才是真正可实现软件定义的全息路线。

静态全息与动态全息的概念

什么叫全息技术？

我们来看看维基百科的定义。

AR-HUD的全息技术路线分析

记录影像

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重现影像

以上实际上是静态全息的解释。静态全息技术的难点就在那个记录介质上。

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Ceres曾经对HOE理论进行过介绍

再翻开维基百科，看看动态全息，即CGH的定义（没有中文的，不过英文的也很好理解）。

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可以很明显看到CGH是通过计算来生成全息影像的，是完全可编程、软件定义的。

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CGH的技术优势

封装尺寸

如上所述，静态全息其实仍需要中继光学，虽然要好于传统光学中的非球面镜，但对于减小封装尺寸方面还是很有限的。

AR-HUD的全息技术路线分析

Waveguide技术的AR-HUD

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HOE技术的AR-HUD

CGH因为是软件定义，不需要传统光学结构的参与，因此在封装尺寸上就有了极大的优势，但难点就在于这套用于计算的光学系统上。

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CGH技术的AR-HUD

多焦面

未来全息AR-HUD的显示画面不会仅限于现在我们所常见的近焦与远焦两个焦面（想象力限制了我们），如果有足够的FoV，各样的ADAS导航信息可以多焦面（2个以上）、全覆盖式的显示到前风挡上。

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近焦？远焦？几个焦面？FoV覆盖几个车道？

但你看到，静态全息因为还涉及到物理的中继光学器件，所以要达到两焦面以上就非常受限了。反观CGH因为是软件定义，理论上可以实现多个焦面根本不受限，只是计算量大小的问题。

分辨率

AR-HUD要达到一个良好的显示效果，分辨率也是一个关键指标。按照目前的技术水平，TFT（LCD）、DLP、LCoS面板的分辨率水平都是已知的。而在这一点上CGH又具有一个得天独厚的优势。静态全息技术一般还是采用DLP显示设备，而CGH是LCoS（Liquid Crystal on Silicon）。

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分辨率是与FoV相关的，我们在AR-HUD中说的FoV一般都是水平方向的FoV-H。或许业内的朋友们经常会听到只有FoV超过15°的才能真正叫作AR-HUD，虽然听着有点烦，但确实也是没错的。这里面涉及到一个简单的公式：FoV-H = 设备最大分辨率（H）÷ 最小像素/1°（PPD）。

目前论各显示设备的最大水平分辨率，LCD（TFT）为800P，DLP的话我们就按照高配的0.5’’DMD算是1152P，LCoS则是1280P。

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TI官网发布的0.5’’和0.3’’DMD的参数对比，0.5’’DMD的水平分辨率为1152

而PPD目前水平为60PPD，2025年可能会发展到80PPD。所以你看到，到全息技术有可能量产的2025年，按照目前的分辨率水平，LCD只能满足FoV 10°，而DLP能到14°，LCoS则是16°。

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只找到了0.3’’DMD的PPD曲线，理解一下FoV和分辨率之间的关系就够了

因此综合以上所有因素，未来可以满足客户需求的更加集成的封装尺寸、多焦面、宽FoV、高分辨率的AR-HUD只能是CGH技术才可以满足。目前CGH核心技术都是一些初创公司在开发，车厂和Tier1分别投了一些。大众投了SeeReal，松下和摩比斯投了Envisics，电装投了CY Vision。或许以后有时间再聊聊车厂和Tier1们的技术部署。

下次我们开始聊聊软件部分，AR引擎。光学部分做的再好，如果没有成熟的软件系统做支撑效果仍然会非常糟糕。Stay tuned。

from A to B

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原文始发于微信公众号（Astroys）：AR-HUD的全息技术路线分析

Aibang currently has a car head-up display HUD WeChat group, Continental Electronics, Future Black Technology, Zejing, Marelli, Huayang Multimedia, Valeo, Yili Electronics, Qianhai Zhiyun Valley, 613 Research Institute, Yazaki Instruments, Jiangcheng , Lejia Technology, Prism Hologram, Jinglong Ruixin, Joyson Electronics, Chiyun Technology, Ruisi Huachuang, Sunny Optical, Guangjing, Borgward Motors, BAIC, Nissan, BYD, FAW, SAIC, NIO, Geely, 3M, Sekisui, Fuyao Glass, Fulan Optics, Liangyu Optics, Kyocera, Ruifei Optoelectronics, etc. Welcome to scan the QR code to join. Please forward this article before joining.