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支持多焦段全彩显示，这可能是今年最优秀的汽车HUD产品
Esther｜ 撰文
从今年CES电子展开始，有关汽车结合AR/VR技术的场景展示越来越多，除了VR车内娱乐解决方案、AR车内社交功能外，跟AR最直接相关的AR HUD产品也被看作是未来AR领域应用的重头戏。
此前，我们看过WayRay、CY Vision、DigiLens的产品，他们分别有者各自的优势，而今天我们要介绍的是另一家公司：Envisics。
Envisics核心技术“动态全息平台”是公司创始人Jamieson Christmas博士在剑桥大学上学时发明的，据悉该公司已创办四年，其第一代HUD技术就已经应用在某知名汽车品牌，实装车数量超过20万台。
为什么我们今天要提到Envisics的HUD显示技术呢？这就要从它的特点说起。
传统HUD技术通常在微型显示屏上生成图像，然后投影到固定的焦点平面上，比如WayRay的Navion HUD就基于8°x4°视场角的固定显示方案，该方案光损率太高，在光线传播过程中通常会浪费90%光源，而且功耗更高而且发热量还会大一些。而Envisics的技术号称可提高光的传播效率，还支持多个焦点平面（2米、10米、20米到100米）。
原理图
据Envisics官网介绍，其动态全息平台结合独有的专利算法和全息调制器，通过排列调制器中的调节元件来显示全息内容，这样做的好处除了高效外，还能让HUD更耐用，即使一个调节元件出现故障，对图像质量的影响也不算明显。
据了解，Envisics技术有五大特点：
高分辨率和清晰度，适合白天和夜间等多种环境；
采用紧凑的光学设计（比传统HUD要小40%），无需大量元件就能实现大视场角显示；
激光显示的清晰度、深度、色彩和稳定性足够高，可降低颗粒化、失真情况；
无需背光，比传统HUD节电50%，无需散热模组，体积更小，也适合未来的电动车；
导航内容支持针对不同车型高度定制，在未来还可以对司机和乘客喜好的进行订制。
独家SLM全息方案
Envisics的HUD解决方案采用定制的空间光调制器（SLM），也就是一款改良的微型显示屏（光源或采用激光或LED），可对光线的相位进行修改。
尽管Envisics号称其HUD显示技术可降低光损率，甚至还有助于缩小产品体积，不过劣势就是计算相位全息图则需要大量算力。
Christmas表示，如果利用传统的傅里叶变换法来生成全息图不仅显示效率不高，还可能在屏幕中间区域产生具有干扰性的亮点。而对于相位全息图的计算来讲，如果采用传统计算方式则需通过试错法，通过迭代得到满意的显示效果，但这并不能实现实时计算。
然而，Envisics后来找到了适用于全息解决方案的计算方式，这也是Christmas在读博期间所研究的主要方向之一。其特点是，能够支持180fps刷新、全彩色、高分辨率全息图像显示，而且体积较其它LCD、DLP类型HUD要小50%。
据了解，为了优化相位调整，Envisics采用定制的LCoS硅基液晶，材质基于高双折射液晶材料，可支持全帧速率的内容显示，“这些改进对于优化系统性能、提升效率至关重要”，Christmas博士谈到。
不仅如此，SLM空间调制方案还有另一个显著优点，那就是图像对齐非常简单，即便相位调制器有缺失像素，图像也会呈现出来，只是图像显示效率有所降低。
多焦段显示的魅力
了解过特点和显示技术后，那么SLM AR HUD能为司机提供什么内容呢？
据悉，Envisics它不仅能够显示速度、方向等道路信息和标志，还能让这些信息分布在不同的焦点平面上，而且色彩、对比度、刷新率、色彩深度等元素都可以通过软件来调节。
变焦显示效果对比
信息分布在不同焦点平面的好处是，HUD显示的内容看起来更自然，比如：当司机眼前同时看到指路箭头和速度、距离信息时，会根据目前司机需要专注的信息来聚焦，不重要的信息会处于远处的平面，看起来比较模糊。总之，这种效果会让人以为自己眼前的是一个持续的深度空间，观感舒适。
目前，Envisics已经开始向汽车厂商展示第二代HUD显示技术，其支持2.5米和10米两个焦点平面，在2.5米平面上PPD可达350，而10米平面的PPD达170。
亮度方面，Envisics的HUD最高亮度可达25000 cd/m²，而视场角方面，Envisics并未说明，只表示显示内容约覆盖三个车道。
近期，Envisics的底特律分部邀请到外媒Display Daily去现场体验第二代HUD（闭门体验），据体验者称，他在demo中看到了一些重影，尤其是在下半部分显示的内容，不过越靠近视场角中心的画面聚焦效果越好。
Envisics表示：出现重影的是因为demo应用的车型前挡风玻璃并未对大视场角HUD进行优化，这个问题在生产过程中很容易得到控制。
同时，体验者还称：二代Envisics HUD中的红色看起来比较暗淡。但是总体来讲，体验者认为Envisics的demo效果足够优秀。
对此，Christmas博士解释：每个人对红色观感不同，目前反馈效果来看有人认为红色的亮度过高，有人认为显示偏淡，这表明未来HUD方案需要考虑到不同个体观感，主要是因为每个人眼睛的光学反应不同，不同激光波长对人的影响也不同。
据青亭网了解，Christmas目前正在与更多汽车厂商和供应商合作，开发新技术，并应用到更多车型中，不过距离落地还需要很长时间。除此之外，该公司也在探索其全息AR显示技术在其他领域的应用。
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