早些年，HUD（抬頭顯示）被視為一種可有可無的豪華配置。但隨著智慧化發展，如今這項功能開始變得普通，功能方面也更加實用。如今，各車企都在開發智慧座艙，HUD技術也將成為不可或缺的發展重點。
HUD最初在1980年代就開始試裝在汽車上，近期規模化量產以2003年寶馬搭載開始。從2003年的C-HUD量產，到目前已經有三大類或三代HUD投放市場（C-HUD，W-HUD， AR-HUD）。C-HUD自帶螢幕，結構簡單，成本相對較低；W-HUD是將重要的行駛相關資訊投射在擋風玻璃上，由於涉及到反射鏡調節，所以成本較高。而AR-HUD則是最新一代的技術， 2021年新一代賓士S級、大眾ID系列，廣汽GS8，長城摩卡等也都開始搭載各個級別的AR -HUD（如下圖所示），寶馬及奧迪等車型也在陸續量產。
據智車行家報道，2020年汽車之家上在售的205類車系中有780 款車型標配或選配了HUD。其中80%的車型價格在25萬以上，10-15萬、15-20萬、20-25萬車型的佔比分別為3%、7%、8%。近年來HUD搭載及增長的趨勢如下圖所示，開啟爆發式增長的拐點已經到來，預計2025年HUD的滲透率將超過50%（觀研天下：2020年約3。7%，2025年40。4%/52。1%），豪華車/高階車的前裝配置率或將接近100%。
目前，所有量產的AR-HUD的水平及垂直FOV（視場角，即鏡頭所能覆蓋的範圍）都比較小。以水平FOV為例，都小於15°如下圖所示，為此涵蓋路面寬度及車道數都有限制，特別是對於同時顯示車道中及路邊的資訊受到嚴重限制。而垂直FOV就更小了，一般都小於5°，顯示超過20米以上的路面資訊受到極大限制。如上表所示，隨著HUD技術的快速發展，2022-2023年量產的新一代智慧化車型的3D-MR-HUD的水平及垂直視場角FOV都將>20°，整個視角涵蓋範圍可達150°x120°，為整個前擋風玻璃面積，MR – 混合現實。
以WayRay科技公司所展示的最新全息AR顯示技術為例，由下圖可以看出，整個前擋風玻璃面積都是HUD資訊/資訊，從上到下，從左到右。更進一步地，透過多平面虛像，還可以顯示不同的資訊，包括路邊寫字樓、咖啡店、銀行、藥房、加油站、24小時便利店等。
同理，新一代的智慧化車型，寶馬Vision Next 100所展示的AR-HUD也是前擋風玻璃全平面HUD 資訊/資訊，如下圖所示，資訊/資訊顯示可從上到下，可從左到右。
就AR-HUD投影光機尺寸而言，由於非線性、非曲面光學的進步，全息波導技術的進步，投影光機尺寸/體積已經可以從>20升下降到
據2021-11-19的最新報道，蘋果預計2025年量產其全智慧車 – iCAR（為此，市值也一夜飆升了4600億元人民幣），其中一個顛覆性的智慧互動亮點/賣點是智慧車窗/智慧前擋風玻璃，如其如下專利圖/概念圖所示 – 前擋風玻璃絕大多數面積可顯示HUD資訊/資訊。預計，2025年蘋果量產其全智慧車時，前擋風玻璃所有面積都將可以顯示HUD資訊/資訊。
蘋果專利 - 前擋風玻璃HUD圖（來源：Patently Apple）
蘋果前擋風玻璃HUD概念圖（來源：Patently Apple）
蘋果不僅在前擋風玻璃專利中標註出所使用的面積，同時也標註出可以顯示HUD資訊/資訊的內容，如將要路過街區寫字樓的資訊，以及披薩店、咖啡店、沙龍等。同時使用了MR的概念，MR – Mixed Reality（混合現實），意為不但是增強（AR），同時有多種形式虛擬資訊/資訊，如全息3D資訊，裸眼3D資訊等。
蘋果專利 - 前擋風玻璃HUD圖（來源：Patently Apple）
蘋果專利 - 前擋風玻璃HUD圖（來源：Patently Apple）
蘋果就側面車窗智慧玻璃也申請了專利，其車窗整塊玻璃也具備為智慧顯示功能，或為變色顯示屏等如下。
蘋果專利 – 側面車窗智慧玻璃圖（來源：Patently Apple）
最近紫暘光電也推出了全視角、全景深、全綵色、虛實像、高亮度的智慧3D-MR-HUD系統。首先，其技術核心及顛覆性創新在透明玻璃智慧顯示上。該透明玻璃本身就是一個顯示器，既透明又能顯示全綵電視資訊如下圖實車展示所示（在車窗玻璃上顯示了局部）。乘客可以將車窗玻璃當作電視螢幕來使用，觀看多媒體資訊或電影，或用於普通透明玻璃一樣，觀賞車外風景。紫暘光電透明玻璃智慧顯示技術同時又不同於目前市場上的透明電視機技術。目前量產的透明電視機幾乎都是採用OLED技術（如LG、三星等）。透明OLED電視的每一個畫素都是由電極控制的，製造成本、工作環境要求高，難以達到車規級要求（如壽命、老化、燒屏、溫度、電磁效應等）。
目前OLED電視的PPI都254微米）；iPhone 12 Pro顯示屏為460PPI（畫素尺寸為55。2微米）。而紫暘光電透明玻璃智慧顯示屏的畫素顆粒/尺寸為奈米級，解析度高千百倍。結合投影光機的解析度，根據面積大小，最終解析度可大於100 PPI達到LCOS最高解析度（LCOS最高解析度為6000PPI，畫素尺寸約為4。2微米）。OLED透明螢幕/電視的最大透光率不到40%，而紫暘光電透明玻璃智慧顯示屏可超過80%甚至可達90%。
紫暘光電透明玻璃智慧顯示屏實車展示
紫暘光電透明玻璃智慧顯示屏實車展示
紫暘光電透明玻璃智慧顯示屏實車展示
當然，最近由美國斯坦福大學、韓國三星和韓國漢陽大學聯合開發出的OLED的解析度/畫素密度已經提高到了10000 PPI，並發表在2020年10月23日Science 上，如下圖所示。目前，最大潛在的應用為高精度投影與顯示。對於大尺寸的OLED電視/顯示的應用，製造工藝還需要進一步地完善。
2020年三星和斯坦福大學開發出了高密度的的OLED： 10000 PPI
當將紫暘光電的透明玻璃智慧顯示屏用作前擋風玻璃，則可以實現全視角、全景深、全綵色、虛實像、高亮度的智慧3D-MR-HUD，如下圖所示。當前擋風玻璃資訊顯示採用3D透視畫的原理（或裸眼3D技術）完全對映擋風玻璃外的實景時，則可以形成全視角、全景深、全綵色、高亮度的智慧3D-MR-HUD效果。當前擋風玻璃透明時，也同樣可以應用全息3D虛擬投影技術，或將上述技術疊加形成混合現實/MR顯示。
由於透明+3D透視畫對映，其效果等同於不同距離的虛像，且不會引起視覺疲勞。同時，由於紫暘光電透明玻璃智慧顯示屏是主動發光 – 由光照射受激自發光，為次資訊/資訊的亮度足夠，不會由於陽光背景而產生對比度不夠問題，也可以有效地避免陽光倒灌帶來的影響。本身光機耗電少，體積也小（甚至可以
奧迪前擋風玻璃全屏顯示屏專利
奧迪Grand Sphere前擋風玻璃顯示屏全屏顯示/電影示意圖
就3D全息圖（計算全息- CGH/Computer Generated Holography或DOE ）或裸眼3D影象而言，紫暘光電透明玻璃智慧顯示屏（受激自發光）可以根據數字資訊（CGH 3D或裸眼3D）直接透過LCOS或DLP光機投影系統直接投射到前擋風玻璃或車窗玻璃上受激發光顯示，以呈現實時計算的3D資訊圖。更進一步地，由於受激自發光，傳統的中控臺大屏將會被新一代隱藏式的受激自發光面體所替代，而受激自發光面型可以做成各種各樣，透明與不透明皆可，如下圖所示。
奧迪環抱智慧座艙/顯示專利圖
2021年廣州車展奧迪Grand Sphere環抱智慧座艙中控臺投影示意圖
2021年廣州車展奧迪Grand Sphere環抱智慧座艙中控臺投影示意圖
目前，汽車行業/市場有很多技術配置呈發展趨勢。但就顧客極致體驗及感知性，以及日常實用及價效比而言，首當其衝的是智慧互動/智慧座艙，而3D-MR-HUD則是其中的顆閃耀明星，名列前茅。
3D-MR-HUD由於可以採用3D立體視覺/透視畫或裸眼3D技術，可以讓視覺距離感知與實際距離相同，符合實際路面場景的遠近焦距的觀測習慣。
3D-MR-HUD的搭載將成為未來5年的主要趨勢之一。
這裡不妨做個大膽預測，3D-MR-HUD由於其全視角、全景深、全綵色、虛實像、高亮度、高智慧的特徵將快速進入規模化量產就緒的研發階段。率先搭載3D-MR-HUD將對於企業/車型全球首創首發，佔據先發優勢，鞏固品牌，引領消費無疑是個巨大的幫助。
至2025年，乘用車W-HUD，AR-HUD及 3D-MR-HUD搭載率將超過50%。
至2025年，豪華車/高階車的搭載率將接近100%，成為標配。
至2023年，3D-MR-HUD將開始規模化量產。
至2025年，豪華車/高階車3D-MR-HUD搭載需求率將超過50%。
至2025年，透明玻璃顯示技術將以無電極相連，受激自發光薄膜塗層技術為主。
至2025年，基於LCOS的光機投影系統的HUD佔比將達或超過30%。
目前，豪華車、造車新勢力、新造車勢力之間已經展開了3D-MR-HUD首創首發搭載的競爭（180°、270°、360°視角範圍）。作為第三“移動”空間，消費者對新一代智慧車的關注點已經開始從駕駛/操控向車內空間構型、裝飾、智慧化互動轉移，智慧互動的創新/水平將成為下一代新智慧車的主要特徵之一。
注：文中部分圖片及資料來自網路/Website。下期將就“自動駕駛 - 全天候、全時段、全視覺環境感知系統的必然發展趨勢” 進行詳細討論。
