汽車電子市場毫無疑問會成為下半年半導體產業最大的舞臺。作為汽車娛樂系統新加入的一種新興技術成員——車載抬頭顯示系統（HUD）還未大規模上市就引發了不少爭議：有人認為它可以提升安全性，有人則擔心它會進一步分散駕駛員的精力。特別是對于女司機而言，抬頭顯示設備或許更加合適。

 

先讓我們來看一段車載抬頭顯示系統輔助汽車駕駛的場景：調一調空調溫度，換一換電臺節目，掃一眼車速和油表，然后回頭照顧一下后座的孩子，順便拿起手機看看是誰剛發的短信，百忙之中還得注意不要把車上的咖啡打翻，而更重要的是時刻保持雙手緊握方向盤。

 

以上描述的情況相信每一位經常開車的駕駛員都不會感到陌生，很顯然，每天開車出行已經變成了一項令人頭暈腦脹的復雜任務，雖然我們中的很多人都早已司空見慣，然而，駕駛員注意力不集中往往是導致交通事故的眾矢之的。

 

根據美國國家公路安全局(NHSTA)的調查顯示，平均每天都有9個人在由駕駛員注意力不集中而導致的交通事故中喪生，而每天因此受傷的人數也高達1200人。

 

是否能有一項技術幫助人們在駕駛過程中盡量把視線集中在前方的道路上？將駕駛信息和源自智能手機的信息投影到駕駛員的視野中？

 

 

 

 

有一段廣為流傳的YouTube視頻：一位男子駕車在洛杉磯穿梭時，他的手機突然響了起來。來電者的信息顯示在儀表盤上方的一個小屏幕上。但切換視角后會發現，這些圖像在駕駛者看來就像直接漂浮在前方的道路上一樣。

 

而抬頭顯示(HUD)恰好就是解決這個問題的最佳方案之一。這項技術在十幾年前首次面世，被廣泛的應用于戰斗機被飛行員駕駛系統使用，目前正逐漸應用于汽車之中。從側面來說，它們很安全。

 

HUD是一種將關鍵數據和相關信息直接顯示在駕駛員視野前方的增強現實技術形式，可以避免在行駛過程中通過各種儀表查看信息。隨著該技術逐步走向成熟，HUD功能也得到了持續的改進，用戶可以借助手勢和語音實現常規控制。

 

這項技術還處于發展初期，目前還難以判斷它在實際使用過程中的效果能否像視頻中那樣完美。但由于可以增強安全性，這種模式已經成為大勢所趨，部分汽車廠商也會將速度和導航等基本的駕駛信息顯示在擋風玻璃上。

 

高通風投最近就向Navdy注資300萬美元，Navdy是一家汽車抬頭顯示設備制造的新創公司，迄今為止已經完成2680萬美元融資。

 

谷歌和蘋果也分別推出了Android Auto和CarPlay，希望將手機上的信息通過USB接口傳輸到汽車中控屏上。市場研究公司IHS Automotive預計，很多汽車都將整合這些系統，而駕駛員也都希望借助這類系統獲取地圖、音樂、新聞和社交內容。

 

不過，這類產品也引發了很多爭議。

 

 

安全還是不安全，專家和交通說了也不算

 

 

據美國《紐約時報》刊文報道，有人認為，這些技術的前提就是錯誤的，駕駛員難以在處理社交信息的同時安全駕駛，因此這種所謂的安全模式反而是在鼓勵危險行為。但還有人認為，既然無法禁止，那就盡量減少這些行為所蘊含的風險，讓駕駛員盡量不要低頭看手機或手持通話。

 

科羅拉多州立大學教授、抬頭顯示領域的頂尖專家克里斯多夫·維金斯(Christopher Wickens)卻說：“事實并非如此。”他表示，飛機的抬頭顯示系統只會顯示對飛行至關重要的信息，而且通常會疊加在現實圖像上。相比而言，車載抬頭顯示系統則會提供很多與駕駛無關的信息，而且無法與道路“對齊”。

 

他表示，如果投影與駕駛相關的簡單信息，的確可以在一定程度上提升安全性。但社交信息對駕駛員毫無益處。

 

 

 

 

神經科學家和安全倡導人士卻表示，任何的雜亂視覺信號都會產生干擾，導致駕駛員的注意力無法集中于道路之上，難以對突發狀況做出反應。

 

另外，以社交信息和通信為重點的抬頭顯示技術，也會令開車時從事其他任務變成常態。美國國家安全委員會CEO德波拉·赫斯曼(Deborah Hersman)認為，“這就好像告訴人們，這樣做沒有問題。”

 

赫斯曼曾經是美國國家交通安全委員會的主席，參與過航空業的抬頭顯示系統監管。她認為，這項技術是在最安全的模式下經過了全面的測試后，才最終獲得批準的，因此“汽車也應該采取同樣的措施。”

 

“汽車行業的科技和創新速度過快，監管者根本無力追趕。”她說。美國交通部已經贊助弗吉尼亞理工大學交通學院展開了一項研究，了解車載抬頭顯示系統是否利大于弊。該研究有望于2016年完成。

 

“我們不是告訴你應該在開車時發短信。”加拿大車載抬頭顯示系統開發商DD Technologies聯合創始人迪諾·馬里奧蒂(Dino Mariutti)說，“我們只是說，你做這件事情時應該安全一點。”

 

孰是孰非目前似乎還難有定論。于是，本刊邀請到德州儀器DLP中國區業務經理王洋昔（Michael Wang）先生回答了這個問題，深入了解了抬頭顯示的應用未來和趨勢。

 

 

抬頭顯示有望成為汽車最重要的一塊屏幕？

 

 

因為TI是DLP技術及產品的唯一發明人和所有者，對HUD技術有很強的發言權。雖然很多人仍然認為這樣的場景往往只會出現在科技片中，然而憑借業界久經驗證的DLP Cinema技術，已經可以讓這一夢想成為現實。

 

實際上，HUD顯示由來已久，并在軍用和民用飛機上廣泛應用。為何現在才開始在汽車駕駛上面推廣此類應用？是技術的原因，還是成本考量？

 

據王洋昔介紹，抬頭顯示、或平視顯示設備（Head-Up Display）最先在戰斗機中使用，方便飛行員在觀察機外環境的同時，能透過擋風罩或特殊透明材質看到飛行或戰斗數據等，而無需低頭查看儀表盤。車載抬頭顯示其實早在上世紀80年代末就已經出現，只不過近年來才成為研究和市場的熱點并得到廣泛的關注。推動車載抬頭顯示發展的力量來自多個方面：一方面是來自抬頭顯示技術的內在進步-從最早的陰極射線管CRT及真空熒光顯示器技術到今天LCD及DLP技術的出現的進步使得抬頭顯示的性能得到大幅提升，從而能夠為駕駛員顯示更多內容并配備更佳畫質，抬頭顯示得以有望成為汽車最重要的顯示終端。

 

另一方面，在車聯網及汽車智能化的推動下，車廠及消費者現在有著更加多樣化的訴求-例如一個更強大的顯示終端，它能在兼顧駕駛安全性的同時讓駕駛者觀看到更多的駕駛信息和其他有價值的內容。同時，更寬視角的抬頭顯示為大眾所期待的智能駕駛和無人駕駛提供了堅實的技術基礎。這些都在從各個方面推動汽車抬頭顯示技術近年來的興起。

 

 

 

 

隨著視野寬度（FOV）、圖像質量和亮度的不斷改進，抬頭顯示能夠幫助駕駛員時刻關注路面狀況，并提供更加信息化的體驗。比如如何解決強光照射下的清晰顯示，車身震動出現的閃爍情況，黑夜成像顯示的平衡。

 

抬頭顯示并非無名之輩，引入奧斯卡級別成像技術

 

DLP Cinema技術是世界領先的數字影院成像技術，如今全世界所有的數字影院中有超過80%的影院都使用了這項技術。

 

同樣，DLP技術也發展多年，在電視、會議、影院和數碼相機等領域應用成熟。將這項技術應用在汽車駕駛中，有必要加強和簡化現代汽車的駕駛環境，有哪些特別的挑戰和關鍵點？

 

DLP產品自1996年正式量產以來，在眾多領域有廣泛建樹。特別的，在數字影院、數據投影機及微型投影等市場，德州儀器斬獲頗多。因為DLP技術為數字影院做出的杰出貢獻（目前全球超八成的影院均采用DLP影院顯示技術），今年早些時候DLP芯片的發明人Larry Hornbeck博士被授予了電影藝術與科學學院獎（即奧斯卡獎）而現在，DLP產品在先進光學控制（例如機器視覺，數字曝光）及車載顯示等新興領域也正在取得長足的進步和發展。

 

 

 

 

這其中，將抬頭顯示及DLP技術帶入汽車中所面臨的挑戰和關鍵點大致來自三個方面：

 

1) 進一步提高抬頭顯示的性能：抬頭顯示不同于人們所接觸到的常規顯示，例如LCD或投影顯示等，其呈現的是一個需聚焦在道路上的虛像。抬頭顯示受顯示方式及使用環境的影響，有若干特別的技術指標，例如： i)顯示視場角（Field of View, FOV）。越大的視角意味著駕駛者可以觀看到一個更大的、允許容納更多信息和內容的顯示區域。同時，更大的視場角也意味著需要更高的顯示背光亮度。ii)虛像成像距離(Virtual Image Distance, VID）。虛像成像距離決定了駕駛員人眼聚焦于什么位置可以獲取清晰的圖像。iii) 抬頭顯示需要極大的的動態背光亮度范圍，這要求該顯示器既能在高亮度環境下（例如正午陽光下）讓駕駛員觀看到清晰畫面；也能在低亮度環境下（例如黑夜中）不至于過于明亮而使得駕駛員無法看到外界環境。提升這些技術指標是抬頭顯示的眾多挑戰之一。

 

2) 抬頭顯示技術和設備需要符合車載要求。

 

3) 本質上說來，抬頭顯示充當的是一塊屏幕的作用，其顯示內容和方式，即車廠的人機界面策略（Human Machine Interface， HMI）決定了抬頭顯示的未來發展方向。

 

 

全息影像視野寬大，HUD芯片賣相有前途？

 

日前，TI宣布推出DLP3000-Q1芯片組，其中包含了一個DLP 0.3英寸視屏圖形陣列(WVGA) 數字微鏡裝置 (DMD) 以及DLPC120控制器，這款全新的芯片集可幫助開發具有業界最開闊視野(FOV)的12度HUD。與競爭對手相比，DLP3000-Q1芯片組具有哪些先進的賣點？目前已經有現貨了嗎？

 

DLP3000-Q1芯片組將DLP技術屢獲殊榮的圖像質量與汽車電子可靠性完美結合，實現了能夠帶來業界最寬視野（FOV）的平視顯示器，其視角最寬可達12°。此外，它還實現了高亮度、豐富色彩和高對比度，并為制造商提供可擴展的設計平臺。這個芯片組現在可為汽車制造商和一級供應商提供樣品。DLP 0.3英寸的WVGA DMD將以A類封裝供貨，DLPC120將以ZXS封裝供貨，，它具有以下幾個特點：

 

 

 

 

支持業界最寬視場角的抬頭顯示： DLP3000-Q1的靈活性能支持業界最寬視場角的抬頭顯示（寬達12°視角）。更大視場角意味著能顯示更多內容和信息，如將導航路徑和實時地標等詳細信息顯示在駕駛員正常駕駛視線中（前方2米至20米景深內），有助于駕駛員集中精力關注路況的同時獲取更多信息。更寬視角的抬頭顯示也為未來車載增強現實顯示（Augmented Reality, AR）提供了堅實基礎。

 

出色的亮度、動態范圍和色彩精確度：基于DLP3000-Q1的平視顯示器具有與全球80%以上的數字影院屏幕相同的核心技術。這催生了能夠產生亮度為15,000坎德拉/平方米（cd/m2），動態調光范圍為5,000:1，全開全關對比度（FOFO）大于1,000:1以及125%美國國家電視系統委員會（NTSC）規定的色域表現。此表現不會受溫度變化影響，且在車輛一般使用壽命內無論在任何觀看場景下都可呈現清晰的圖像。此外，DLP技術無需光的偏振。這幫助了汽車原始設備制造商（OEM）設計一種即使佩戴偏振光太陽鏡也能看見內容的平視顯示器。

 

可擴展性：DLP技術并不局限于某一種光源，而能和LED，激光及其他多種光源一起使用。采用DLP技術實現的抬頭顯示能適應未來光源的技術發展，具有很好的可擴展性。

 

王洋昔最后表示，由于汽車產品的研發和測試周期相較其他行業更長，市場上在售的汽車還沒有配備基于DLP技術的抬頭顯示設備。TI目前在和眾多知名汽車廠商積極合作，詳細情況尚不方便透露。