支持多焦段全彩顯示，這可能是今年最優秀的汽車HUD產品
從今年CES電子展開始，有關汽車結合AR/VR技術的場景展示越來越多，除了VR車內娛樂解決方案、AR車內社交功能外，跟AR最直接相關的AR HUD產品也被看作是未來AR領域應用的重頭戲。
此前，我們看過WayRay、CY Vision、DigiLens的產品，他們分別有者各自的優勢，而今天我們要介紹的是另一家公司：Envisics。
Envisics核心技術「動態全息平台」是公司創始人Jamieson Christmas博士在劍橋大學上學時發明的，據悉該公司已創辦四年，其第一代HUD技術就已經應用在某知名汽車品牌，實裝車數量超過20萬台。
為什麼我們今天要提到Envisics的HUD顯示技術呢？這就要從它的特點說起。
傳統HUD技術通常在微型顯示屏上生成圖像，然後投影到固定的焦點平面上，比如WayRay的Navion HUD就基於8°x4°視場角的固定顯示方案，該方案光損率太高，在光線傳播過程中通常會浪費90%光源，不僅功耗更高而且發熱量還會大一些。而Envisics的技術號稱可提高光線傳播效率，還支持多個焦點平面（2米、10米、20米到100米）。
原理圖
據Envisics官網介紹，其動態全息平台結合獨有的專利演算法和全息調製器，通過排列調製器中的調節元件來顯示全息內容，這樣做的好處除了高效外，還能讓HUD更耐用，即使一個調節元件出現故障，對圖像質量的影響也不算明顯。
據了解，Envisics技術有五大特點：
1，高解析度和清晰度，適合白天和夜間等多種環境；
2，採用緊湊的光學設計（比傳統HUD要小40%），無需大量元件就能實現大視場角顯示；
3，激光顯示的清晰度、深度、色彩和穩定性足夠高，可降低顆粒化、失真情況;
4，無需背光，比傳統HUD節電50%，無需散熱模組，體積更小；
5，導航內容支持針對不同車型高度定製，在未來還可以對司機和乘客喜好的進行訂製。
獨家SLM光學方案
Envisics的HUD解決方案採用定製的空間光調製器（SLM），也就是一款改良的微型顯示屏（光源或採用激光或LED），可對光線的相位進行修改。
儘管Envisics號稱其HUD顯示技術可降低光損率，甚至還有助於縮小產品體積，不過劣勢就是：計算相位全息圖則需要大量算力。
對此Christmas解釋，如果利用傳統的傅里葉變換法來生成全息圖不僅顯示效率不高，還可能在屏幕中間區域產生具有干擾性的亮點。而對於相位全息圖的計算來講，如果採用傳統計算方式則需通過試錯法，通過迭代得到滿意的顯示效果，但這並不能實現實時計算。
然而，Envisics後來找到了適用於全息解決方案的計算方式，這也是Christmas在讀博期間所研究的主要方向之一。其特點是，能夠支持180fps刷新率、全彩色、高解析度全息圖像顯示，而且體積較其它LCD、DLP類型HUD小50%。
據了解，為了優化相位調整，Envisics採用定製的LCoS硅基液晶，材質基於高雙折射液晶材料，可支持全幀速率的內容顯示，「這些改進對於優化系統性能、提升效率至關重要」，Christmas博士談到。
不僅如此，SLM空間調製方案還有另一個顯著優點，那就是圖像對齊非常簡單，即便相位調製器有缺失像素，圖像也會呈現出來，只是圖像顯示效率有所降低。
多焦段顯示的魅力
了解過特點和顯示技術後，那麼SLM AR HUD能為司機提供什麼內容呢？
據悉，Envisics它不僅能夠顯示速度、方向等道路信息和標誌，還能讓這些信息分布在不同的焦點平面上，而且色彩、對比度、刷新率、色彩深度等元素都可以通過軟體來調節。
信息分布在不同焦點平面的好處是，HUD顯示的內容看起來更自然，比如：當司機眼前同時看到指路箭頭和速度、距離信息時，會根據目前司機需要專註的信息來聚焦，不重要的信息會處於遠處的平面，看起來比較模糊。總之，這種效果會讓人以為自己眼前的是一個持續的深度空間，觀感舒適。
目前，Envisics已經開始向汽車廠商展示第二代HUD顯示技術，其支持2.5米和10米兩個焦點平面，在2.5米平面上PPD可達350，而10米平面的PPD達170。
亮度方面，Envisics的HUD最高亮度可達25000 cd/m2，而視場角方面，Envisics並未說明，只是表示它顯示的內容約覆蓋三個車道。
近期，Envisics的底特律分部邀請到外媒Display Daily去現場體驗第二代HUD（閉門體驗），據體驗者稱，他在demo中看到了一些重影，尤其是在下半部分顯示的內容，不過越靠近視場角中心的畫面聚焦效果越好。
Envisics表示：出現重影的是因為demo應用的車型前擋風玻璃並未對大視場角HUD進行優化，這個問題在生產過程中很容易得到控制。
同時，體驗者還稱：二代Envisics HUD中的紅色看起來比較暗淡。但是總體來講，體驗者認為Envisics的demo效果足夠優秀。
對此，Christmas博士解釋：每個人對紅色觀感不同，目前反饋效果來看有人認為紅色的亮度過高，有人認為顯示偏淡，這表明未來HUD方案需要考慮到不同個體觀感，主要是因為每個人眼睛的光學反應不同，不同激光波長對人的影響也不同。
據青亭網了解，Christmas目前正在與更多汽車廠商和供應商合作，開發新技術，並應用到更多車型中，不過距離落地還需要很長時間。除此之外，該公司也在探索其全息AR顯示技術在其他領域的應用。
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