去年开始，前装HUD成为资本市场热捧的智能网联细分赛道。从W-HUD搭载率的提升，到AR-HUD的规模化上车，以及更多自主品牌（包括长城、比亚迪、长安、上汽、理想、哪吒等）新车陆续增加HUD配置。

但整体市场表现却没有走出高速向上的势头。

那么，HUD有着怎样的演变历史？目前， 行业处于一个什么样的状态？AR-HUD技术还有哪些难点需要解决？

HUD的迭代演变

HUD（ Heads Up Display）抬头显示系统，作为一种综合电子显示设备，可以将车辆的信息，如车速、油耗、发动机转速、导航等，投影到前挡风玻璃上或其他显示介质上，供驾驶者查看，从而减少驾驶者因低头或视线转移而带来的安全隐患。

最初HUD用于军事领域，它可以把飞机飞行时的一些参数比如高度、速度、导航信息等重要信息投射到飞行员正前方的面板上，这样就避免了飞行员频繁低头查看仪表盘信息，从而提高了专注度。后来，这项技术被引入到了汽车当中，1988年通用汽车推出了首款搭载HUD的量产车型。

车载 HUD 经历三代升级，成像质量不断优化，信息量持续增加，科技感大幅增强。目前市场上 W-HUD 为主流，AR-HUD 加速落地量产。第一代为 C-HUD（Combiner HUD），组合式抬头显示系统。C-HUD采用半透明树脂板作为显示介质，具有安装便利的优点，但是成像区域小、显示信息少，由于 C-HUD是以配件的形式加装在车辆上，在发生事故时容易对驾驶员造成二次伤害。第二代 W-HUD（Windshield HUD）风挡式抬头显示系统，是目前应用最广泛的HUD，已经实现量产。W-HUD 较 C-HUD 显示范围更大、投影距离更远。

第三代 AR-HUD（Augmented Reality HUD）增强现实抬头显示系统，是一种全新的抬头显示技术，和传统的 W-HUD 相比，AR-HUD 投影范围大、信息量多，可以更好的结合 ADAS 采集到的数据，进行场景融合，通过数字图像与真实场景的叠加，增强HUD 的实用性和科技感。

HUD 的原理和幻灯片投影类似，投影仪产生的图像经过反射镜、投影镜反射到汽车前挡风玻璃，驾驶员可以平视的角度获取 HUD 所投射的信息。光源由图像生成单元PGU（Picture Generation Unit）生成，高亮度图像信息通过多次平面或曲面镜进行放大和耦合，最后通过挡风玻璃反射的至驾驶员的眼部活动区域，即眼盒（Eyebox）。

市场格局分化

高工智能汽车研究院监测数据显示，2022年1-6月中国市场乘用车新车前装标配HUD（W及AR两种类型）上险交付57.88万台，同比仅增长24.15%（2021年上半年同比上年同期增长111.62%）。

但市场格局出现分化。

其中，排名国产HUD市场份额首位的华阳，今年以来新项目陆续量产，出货量同比实现较高增长（超过50%，高于市场平均增速）。

目前，华阳正在大力发展AR-HUD 3.0，以VID（投影距离）可变式HUD作为新一代AR-HUD的技术突破口，双焦面、斜投影、光场式AR-HUD依次为VID可变技术的进阶方向。

公司双焦面AR-HUD在技术上实现重要突破已获得国内主机厂的定点项目，正在推广的斜投影AR-HUD体积小，成本相对低，小参数即可实现大参数的AR显示效果。

截至目前，华阳的AR-HUD已获得包括长城、长安、广汽、奇瑞、东风乘用车、华为等多个客户的定点项目。其中部分品牌 车型已经在去年开始出货。此外，华阳多媒体还与华为签署了智能车载光业务合作意向书，在智能汽车尤其是AR-HUD领域进行深入合作，项目已投入开发。

而部分企业的出货量则受到了一些影响。

比如，水晶光电的HUD从2020年12月份到2021年全年，主要是红旗的EHS9，不过搭载量并不多。2021年该公司汽车电子整块业务收入是1.2亿元左右，其中有整机（HUD）一部分，还有一部分是车载光学元器件。

受疫情的影响，今年一季度该公司汽车电子业务增长部分主要是光学元器件。今年二季度开始，该公司才在比亚迪、长城几款新车型陆续出货W-HUD。不过，今年还将有更多的车型会进入量产，比如刚刚发布的长安深蓝SL03。

根据高工智能汽车研究院预测，HUD赛道下半年面临一定的不确定性机会和风险。其中，车市能否持续回暖是最大障碍，部分品牌（比如，理想、长安、比亚迪）销量持续增长，可能会带动部分供应商继续保持HUD出货增速。

同时，市场开始涌入更多的新玩家。

更多新玩家

作为国内唯一自研HUD的车企，今年比亚迪旗下弗迪HUD工厂已经正式投产，由国内第三方供应商提供光学设计及HUD非球面镜部件。目前，部分车型已经开始搭载上车。

作为京东方精电布局车载系统业务的重要一环，疆程已经披露的量产项目为全球首款华为智能座舱燃油SUV——北京汽车魔方，搭载高达60英寸画面、分辨率854×420像素的AR-HUD。

该公司也是国内首家自主组建软件算法团队的HUD供应商，实现复杂变量环境下的稳定光学设计，解决杂散光、阳关倒灌等光学难题。

此外，今年7月，经纬恒润发布公告，公司增强现实抬头显示产品AR-HUD已获得国内某主流车企的平台级产品定点，具有高分辨率、视场角大、成像距离远、畸变小，亮度高、色域宽等优势，多个车型的AR-HUD产品将于明年量产，目前还在针对十余个车型进行产品开发。

另一家国产HUD供应商瀚思通，则是业内唯一具备DLP、TFT双主流技术路线及自研LCoS PGU光机的厂商，并且推出了全球首款基于QNX系统的AR-HUD产品。公开信息显示，该公司将于2022年中旬升级AR-HUD 2.0（基于LCoS，Android系统，普通挡风玻璃），突破12米远显示，88寸大画面。

同时，该公司是国内首家获得海外高端车型前装HUD项目定点并实现量产的厂商。目前，瀚思通已经参与国内数十款新车的AR HUD前装量产项目，去年在浙江新昌也新建了华东智造基地配合前装量产。

此外，软件供应商也在进入市场割据阶段。此前，HUD尤其是AR HUD的软件引擎，主要有HUD硬件厂商自研、主机厂自研、地图导航及座舱系统方案商几种形态。

比如，东软集团也在此前智能座舱产品、全球导航平台、T-Box/5G Box、车路协同C-V2X、辅助驾驶等业务基础上，推动增强现实抬头显示系统（AR-HUD）等一系列新产品的研发。

目前，该公司的AR-HUD软件方案融合专业导航技术、采用多种核心软件算法及交互设计界面，可支持高度定制化，可灵活适配各种硬件产品，目前已与多家主流汽车厂商合作，即将进入量产状态。

与此同时，合资品牌也开始进入新一波HUD的搭载上车周期。

比如，即将于9月开始交付的日产新一代纯电动车ARIYA，基于日产CMF－EV电动平台打造，也将搭载来自松下的大屏幕WS HUD，首次集成ProPILOT 2.0辅助驾驶系统信息，并基于车载以太网提供高速通信。

虽然，很多新玩家入局，但是AR-HUD技术还面临着许多的难点。

四大技术难点

当前AR-HUD面临着以下几方面技术难点：

一、画面调整

AR眼镜用户都知道，当我们佩戴眼镜时，视线需要放到某一个合适的范围，这样才能看清楚显示画面（该参数为EyeBox）。同样，AR-HUD也有这一问题。由于驾驶员的身高各不相同，导致每个人的行车视角都不一致。如何调整AR-HUD投射的画面，使之避免出现画面发虚、错位等问题，比较考验HUD厂商的能力。

据了解，华为AR-HUD的解决方法是利用IMU（惯性传感器）以及DMS（驾驶员监控系统）来监控行车状态，然后实时对显示画面进行调节，以达到画面稳定的目的。

松下在CES 2022上发布的AR HUD 2.0版本，里面新增了眼动追踪系统，美国松下汽车系统公司首席技术官Andrew Poliak说道：

"松下AR-HUD 2.0延续了将集群和HUD等显示域向上集成到中央信息娱乐计算模块的趋势。通过将我们专有的眼动追踪技术整合到AR-HUD中，我们可以了解驾驶员的正在注视的位置，然后将AR图像与现实世界更准确地匹配和聚焦，从而提高驾驶员视野中图像的保真度。"

二、虚实融合

FUTURUS创始人徐俊峰指出：“AR-HUD最难的就是通过3D光场显示技术呈现虚拟世界，以及虚实实时融合技术。”

想要实现画面虚实融合，首先就需要实现画面虚像的连续变焦，由于车辆处于实时运动状态，虚像与现实的融合效果也需要实时做出调整，这需要引入多种传感器进行协同工作，并且对于算法也有着很高的要求。

目前为了实现更好的显示效果，有些厂商推出了双焦面HUD产品。所谓双焦面，指的是把投影画面投射到两个不同的焦面当中，其中近距离焦面显示车速、行驶里程等信息，而远距离焦面用于显示导航指引、切线指引等信息。

前大众ID系列纯电动车采用的就是双焦面AR-HUD方案，而近日，国内华阳多媒体宣布其AR HUD产品双焦面技术已经实现突破，采用的是单PGU设计方案。

值得一提的是，目前很多已量产的AR-HUD产品实际上仍无法很好实现虚实融合效果，前面所说的双焦面也只是一个过渡方案，所以也有人把这部分产品称之为“假AR-HUD”。

如果想要实现“真3D”效果，目前主流的技术路线有两种：一是全息光波导技术，这一技术的代表企业有DigiLens，二是激光投影技术，代表企业有松下以及WayRay。

去年WayRay就展示了一款概念车型Holograktor，该车型配备了全息显示技术Deep Reality Display，可以实现3D AR的动画效果。

据悉，激光投影技术的主要原理为：当包含高透光聚合物薄膜的玻璃受到激光装置照射时，能生成明显的3D图像。WayRay表示，它能做到比现有的HUD具有更大的视野，并且在零到无穷远之间的不同视觉深度下，信息可以显示得更亮。这意味着它在阳光直射的状态下，依然能很好地工作。

三、成本问题

据了解，宝马5系选装AR-HUD价格为11600元，奥迪A6L价格更是高达18700元。AR-HUD成本较高，成为了限制它推广的重要原因之一，目前市面上搭载AR-HUD的量产车型有奔驰S级、奥迪A6L、红旗E-HS9、大众ID4等，以豪华车型居多。

AR-HUD产品售价较高，究其原因，与制造工艺难度大、定制化程度高等因素有关。

国内汽车计算平台提供商布谷鸟科技指出：从光学的角度来看，挡风玻璃是自由曲面，而为了形成不失真的图像，就要求HUD中的凹透镜发出非常精确的图像。因此，在制造大镜片的过程中对容差的要求非常严格，大陆集团HUD非球面反射镜采用塑料注塑成形方法生产，整个表面的容差在 5 微米 (0.005 mm) 以下，需要使用十万级或万级无尘室车间。

此外，国内HUD生产厂商Futurus表示，汽车生产研发期间，每一次车型的微小调整、挡风玻璃角度的变化，都需要相应地调整HUD光路设计方案，特别是核心部件光学曲面镜。如果车身传感器布局出现变化，HUD的数据接入也需要相应调整。这也注定了AR-HUD很难实施批量化、模块化打造。

四、体积问题

前面提到要实现虚实结合的效果需要保证HUD产品提供比较大的FOV以及VID。但随着显示尺寸变大，成像设备的尺寸也会随之增大。比如装配在奔驰S级车上的AR-HUD，体积就达到了27L，而相较之下，W-HUD等传统产品的体积只有4-6L。

为了缩小AR-HUD体积，目前主流的方法是优化光路设计，如缩小PGU与反射镜距离，又或者引入新的波导技术等。

有意思的是，也有厂商设想过在汽车中引入AR眼镜以完善导航体验。三星曾经在美国专利商标局发布了一个关于增强现实眼镜的专利申请：驾驶员佩戴AR眼镜，通过内置的导航应用程序，可实现变道提醒、目的地导航等功能。此外，该专利中内部车载摄像机可以识别用于控制用户界面或向系统发送命令的用户空中手势。

华为在去年也公开了一件智能穿戴设备相关专利，专利公开号为CN113686350A，专利中提到可以利用AR眼镜设备补充显示时间、车速以及油耗等信息。

结语

AR-HUD目前体验仍不算完美，还有前面所提到的众多问题需要解决，但是它的技术以及市场潜力不言而喻。

根据高工智能汽车研究院发布的数据，2019年国内新车HUD搭载量为28.51万台，2020年则增长近1倍至58.01万台；预计到2022年HUD前装搭载率将超过10%，2025年国内前装渗透率将达到25%，市场空间近100亿元。

目前，HUD赛道吸引了国外伟世通、日本精机、日本电装、德国大陆以及国内的华阳集团、江苏泽景、Futurus、瑞思华创等厂商入局。

不过值得注意的是，目前也有观点指出，AR-HUD只是未来实现完全自动驾驶的一个过渡技术，毕竟实现自动驾驶后，AR-HUD抬头显示的便利，对于用户而言，也就显得无足轻重了。不知道你们持有什么样的一个观点呢