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增強現實(AR),是一種能夠讓屏幕裏的虛擬世界和現實世界場景結合交互的技術。

2016 年,隨着遊戲 Pokémon GO 的大火,AR 也隨着寶可夢,慢慢走入了大衆的視野。

▲圖片來自:紐約時報

如果只是一個普通的寶可夢遊戲,很難想象遊戲形式重複、單調的 Pokémon GO 會成爲一個現象級手遊。

它的迷人之處在於,手機屏幕裏的寶可夢可以和你一起躺在草坪上,陪你進行現實世界的「奇幻冒險」。

又有哪個寶可夢粉絲會拒絕體驗小智的生活呢?

▲圖片來自:Pokémon GO

可以說,Pokémon GO 的爆紅,讓世人看到了 AR 的潛力。

與 100% 虛擬的 VR 不同,能夠將虛擬影像「放置」在物理世界中的 AR,可以增強用戶對於物理世界的感知。正因如此,AR 在生活中的應用更爲廣泛。

將 AR 放在眼鏡上

▲圖片來自:Google

在 AR 誕生之初,人們對於它的想象通常來自於一副眼鏡。

2014 年,Google 正式在美國發售 Google Glass,售價爲 1,500 美元。

和 Pokémon GO 一樣,Google Glass 依託 AR 技術,實現了虛擬畫面與物理世界的即時互動,用戶可以通過右上角的偏振反光鏡讀取所需信息。

▲圖片來自:TIME

儘管它價格高昂、續航能力差,在隱私方面也存在種種問題,但仍有不少人將 Google Glass 視爲移動設備的未來,其獨特的產品形態似乎能滿足人們對於未來可穿戴設備的一切幻想。

Google Glass 真正大放異彩的地方在於商用領域。

Google 曾面向企業用戶推出了 Google Glass EE(Enterprise Edition),這款產品擁有更長的續航、更短的充電時間,處理器也有所升級。

▲明尼蘇達州的一名工廠工人在裝配線上使用 Google Glass EE,圖片來自:MPRnews

國際物流企業 DHL 從 2015 年就開始在他們的倉庫中使用 Google Glass,DHL 曾表示,這一 AR 設備可以告知員工獲得所需產品的最快途徑,還可用於跟蹤庫存,使平均運營效率提升了 15%。

從長遠來看,可觀的效率提升,大大降低了公司的運營成本。

▲圖片來自:DHL

不只是 DHL,波音、通用電氣(GE)、亞馬遜、愛科(AGCO)等企業都在使用 Google Glass,以提高其員工的生產效率。

把 AR 放到手機裏

2016 年,隨着 VR/AR 設備的大量湧現,其內容上的短板與隱憂也逐漸浮現,AR 這一新興技術彷彿一夜之間變成了明日黃花。

然而在 2017 年,蘋果一把把它拉了回來。

▲圖片來自:Apple

在當年的 WWDC 上,蘋果軟件工程高級副總裁克雷格·費德里吉(Craig Federighi)手握一臺 iPhone 7,在他面前的桌子上放了一杯咖啡、一盞燈,以及一個花瓶。當然,它們都是虛擬的。

蘋果向開發者開放了 ARKit 增強顯示開發平臺,極大地降低了 AR 應用的開發門檻,更爲關鍵的是,消費者不再需要專門的 AR 設備,只需要一臺 iPhone,即可獲得不錯的 AR 體驗。

▲IKEA Place

同年 9 月,宜家推出了基於 ARKit 開發的 AR 應用——IKEA Place,通過它,用戶可以毫不費力地將沙發、牀等傢俱移動到家裏的各個位置,以查看佈局、顏色搭配是否合理。

這款應用對於消費者來說是一個很好的工具。

宜家全球數字業務主管邁克爾·瓦爾德斯加德(Michael Valdsgaard)表示,一直以來,宜家都在期待這樣一款 AR 應用的面世。

「我們等待像『蘋果 ARKit』這樣的技術很久了。」瓦爾德斯加德說。

▲蒂姆·庫克,圖片來自:CNBC

蘋果 CEO 蒂姆·庫克(Tim Cook)曾在 2017 年的財報電話會議中表示:AR 將成爲主流。

雖然我們現在還只觸及冰山一角,但它將永久改變我們使用技術的方式。

正如庫克所說,AR 還存在着很多可能。經過幾年的挖掘,AR 目前已被廣泛應用於各行各業,包括教育、零售、運動健康等。

不過,AR 技術的應用範圍雖然廣,但大多侷限於簡單的內容呈現,真正觸及用戶痛點的,少之又少。

AR 最應該放在車裏

論實用,AR-HUD 得算一個。

作爲人類的「第三空間」——汽車,在某種程度上,AR 技術與 HUD 系統天然匹配。

HUD(抬頭顯示,Head Up Display)最早應用於航空軍事領域,是一項爲安全而生的配置。它可以把車速、導航等重要信息投影到駕駛員面前,降低駕駛員低頭看儀表的頻率。

自 1980 年誕生以來,HUD 越來越清晰實用,可顯示的信息也越來越豐富,但也有不少人認爲,HUD 是「高科技的噱頭」。

▲1988 款通用 Oldsmobile Cutlass 上的 HUD 可提供的信息十分有限,圖片來自:通用汽車

其中真正讓 HUD 轉變爲真實用車需求,擺脫爭議的,是導航信息的加入。

當我們越來越依賴導航時,開車低頭看導航正成爲一種極不安全的行爲——

當車速爲 120km/h 時,低頭 1 秒看導航,就相當於盲開 33m,而路況更爲複雜的城市道路,則讓低頭看導航這件事變得更加危險。

▲常規 HUD 所顯示的導航信息

顯然,帶導航信息的 HUD 是一個不錯的解決方案。但由於物理層面的侷限,普通 HUD 所顯示的導航信息通常都比較簡單:箭頭+距離,完事兒。

AR 的引入,則大大提升了 HUD 的實用性,直接投影到前風擋上的 AR-HUD 不僅可以結合道路情況,清晰地爲駕駛員呈現導航信息,部分車型還擁有跟車目標識別、碰撞預警等功能。

飛凡汽車+華爲=最佳拍檔

AR-HUD 是一個極爲精密的光電系統,它需要整合 ADAS 系統所採集到的行車信息,輔以優秀的人機交互設計,將信息投射到前風擋上。

所以說,AR-HUD 也有好有壞,在這一領域,稱得上「最佳拍檔」的,應屬飛凡汽車和華爲——兩個在各自領域都堪稱翹楚的品牌

▲AR-HUD 的成像原理

最近我們注意到,飛凡汽車公佈了旗艦車型飛凡 R7 所搭載的智能座艙。

除了擁有中國品牌車型中尺寸最大的三聯屏,飛凡 R7 全球首發量產的華爲視覺增強 AR-HUD 平視系統也頗有看點,稱得上是解讀 AR 技術與 HUD 結合的極佳例證。

對於這套 AR-HUD 的性能,我們可以從下面這幾個方面來判斷:

  • 分辨率
  • 最大 FOV(視場角)
  • VID(虛像距離)
  • 亮度
  • 對比度

首先是分辨率,這個好理解。與手機、電腦的屏幕一樣,分辨率越高,顯示效果則越細膩。抬頭顯示的分辨率通常與光機類型有關,常見的光機類型有 3 種:TFT-LCD、DLP,和 LCoS。

TFT-LCD 抬頭顯示光機,我們可以在奧迪 e-tron 和大衆 ID. 系列上看到。其原理是通過背光光源照亮 LCD,並由 TFT 驅動像素點的光源偏振狀態改變,從而呈現不同的明暗。

▲奧迪 Q4 e-tron 的 AR-HUD 採用了 TFT 方案

相信大家從「最常見」這三個字中能夠看出,這類光機技術成熟、成本較低。缺點當然也是有的,分辨率低,亮度及對比度有限,熱管理的難度也比較大。

DLP 指數字光處理技術,其數字微鏡芯片(DMD)會先將信號進行數字處理後,再進行投影,每一個像素都由一個微反射鏡進行精準控制。

▲DLP 光機的機械結構非常複雜

相較於 TFT-LCD 光機,DLP 有着不錯的亮度和對比度,且在溫控方面存在顯著優勢,可有效解決陽光倒灌的問題,能夠在奔馳 S 級和 EQS 這樣的豪華車型上找到,其缺點是機械穩定性較差,支持 2K 分辨率也較爲困難

▲梅賽德斯-奔馳 S 級的 AR-HUD 採用了 DLP 方案

也正是因爲這些不足,讓 DLP 方案在實際使用中常被詬病,所以又誕生了 LCoS 光機技術。

LCoS 光機是新一代的光電處理和顯示技術,它的原理比較複雜。

簡單來說,LCoS 也能夠實現像素級的相位調控,但 LCoS 並不包含機械裝置,因此有着較高的穩定性。

飛凡 R7 的 AR-HUD 系統所使用的,正是採用了 LCoS 方案的華爲 ODP 光學引擎。

它擁有超過兩百萬個反射像素單元,能夠在飛凡 R7 上實現 1920*730 的業界最高分辨率。

在亮度和對比度方面,這套系統可以做到 1200:1 的高對比度和 12000nits 的超高亮度,有效解決了此前強光倒灌看不清內容,甚至干擾駕駛員視線的情況。

即便在正午加雪地這種極端場景下,也能爲駕駛員提供清晰高亮的畫面。

而在大家經常遇到的類似進出隧道亮度突變的情況時,它則會根據外部環境光的強度變化,自動調節圖像的亮度,保證圖像顯示清晰,以減輕駕駛員眼睛可能出現的短暫不適,提高駕駛安全性。

接着,我們來講一下最大 FOV,也就是視場角。

這個其實不難理解,以眼睛爲頂點,虛像的兩條邊構成的夾角就是視場角,它分爲水平視場角垂直視場角,視場角越大,HUD 的顯示面積也就越大。(是不是有種上物理課的感覺。)

飛凡 R7 的視覺增強 AR-HUD 平視系統擁有 13°*5°的超廣視角(據瞭解,這也是目前全球量產車型最大視場角),可以形成一個位於 7.5 米外的畫面。

說得直觀一點,它投影出來的畫面能覆蓋 3 個車道。

▲飛凡 R7 的 AR-HUD 可覆蓋 3 個車道

顯示的面積變大了,能夠呈現給駕駛員的信息自然就多了,從根本上提升了 HUD 的實用價值。

除了常規的車道引導、跟車時距等行車信息,飛凡 R7 還可以結合 ADAS 系統,提供車道偏離預警、障礙物碰撞預警等重要的安全輔助信息。

除了常規的車道引導、跟車時距等行車信息,通過 AR 將地圖 POI(Point of Interest,興趣點)信息與實景疊加,飛凡 R7 還可以顯示沿途的充電站、景點、停車場、餐廳、商場等地點,進一步拓展了應用場景,極大程度地方便了自駕出行。

不僅如此,這套 AR-HUD 還直擊痛點,做到了全天候適應,即便是在雨雪等惡劣天氣之下,依然可以精準顯示前方的車輛或行人。

飛凡 R7 的 AR-HUD 系統也兼具娛樂功能,可以提供駐車平視影音體驗,讓等待也充滿樂趣。

除了通過硬件賦能,傳統 HUD 解決了亮度和分辨率較低、視角偏小、顯示信息有限等問題以外,飛凡 R7 這套 AR-HUD 還有強大的 AR 算法加持。

對於 AR-HUD 來說,優秀的算法能夠讓行駛信息指引的畫面更加穩定、協調,即使長時間駕駛也不會眩暈,畫面與路面的貼合也更精準,決策指引信息的顯示也能更快更及時,讓你免於承受錯過路口之痛。

總體來看,正如其「極智高階純電 SUV」的定位,搭載了華爲 AR-HUD 的飛凡 R7,無論從顯示效果,還是應用場景上,都讓 HUD 不再雞肋,切切實實給用戶帶來了更爲前瞻、先進、智能的高價值體驗。

值得一說的是,從飛凡與華爲的深度合作中,能夠看出上汽對於發展智能汽車的決心,其下一階段的 AR-HUD,可能會朝着更大畫幅、更高清晰度、裸眼 3D 等方向發展。

寫在最後

2022 年,我們身邊的 AR 設備已經換了一代又一代,智能手機 AR 應用的流行也已有時日,以蘋果、Google、華爲、Meta 爲代表的科技巨頭,正在不斷加大投入,只爲儘早搶佔 AR 生態的主導地位。

但無論是 AR 眼鏡還是 AR 頭顯,它們顯然都需要時間來證明自己。

除了技術上的問題需要攻克,更重要的是使用場景的挖掘,提高其必須性。這不僅需要科技廠商的努力,也需要耐心等待大衆認知在技術進步中的逐漸轉變。

而在此之前,汽車作爲我們移動智能生活方式的重要載體,AR 與 HUD 的結合,正顯現出越來越多的實用價值與必需性,從而成爲我們在「第三空間」裏的重要夥伴。

換言之,如題所言,汽車纔是 AR 目前最正確的擺放位置。

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