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汽车风挡变身显示屏

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即将于4月底开幕的北京车展是第12届,而刚刚结束的日内瓦车展已经举办了整整82届。全球厂商都非常重视这个欧洲唯一每年举行的国际车展,今年车展上共有39款新车型亮相,创造了一项历史记录。

不出所料,本次车展在技术领域的主题还是节能环保,欧美厂商纷纷在新车型上试验新能源、动力回收等节能系统。在节能技术之外,人们还注意到这些新车型的另一项技术创新领域——人车交互,各品牌纷纷在新车型上安装了新的智能行车设备。作为欧洲汽车工业的代表,德国厂商不约而同地将抬头显示设备作为宣传的重点。

远处的风景就是车速表

抬头显示技术也称为平视技术,是利用光学反射的原理,将重要的行车信息投射在一片镀膜玻璃上面,这片玻璃通常位于驾驶舱前段,上面的信息通过风挡玻璃反射成像,射进驾驶员的眼睛。

这样说来有些抽象。在电影《碟中谍4》末尾的高潮段落,汤姆·克鲁斯驾驶着一辆极酷的宝马跑车在孟买街头追击最终“Boss”,孟买大街小巷的地图被投射到风挡玻璃上,他用手在图像上指指点点就可以放大地图、锁定目标,这就是典型的抬头显示系统。很多观众在看到这一幕时,会觉得宛如科幻。虽然电影情节虽略显夸张,现在汽车厂商已有的技术确实已经可以实现这样的效果。

在日内瓦车展上,最注重抬头显示技术的要算宝马和奥迪这两家德国汽车公司。宝马的M6和新3系,奥迪的A6和A7上都装配了抬头显示设备,两家公司向《世界博览》记者透露,年内即将引进中国的宝马新3系和奥迪新A6都将采用这项技术。

驾驶者要低头看仪表盘上的车速信息,需要把头低20度;而利用抬头显示技术,只需视线向下5度。人的视线从一个地方移到另一个地方,眼球重新聚焦需要时间,在这一刹那视线是模糊的,在快速行驶过程中,这毫无疑问是非常危险的。仪表盘一般距离驾驶者的眼睛不到1米,将视线从远处移向仪表盘再回到前方,眼睛需要两次调整焦距。而抬头显示系统的信息并不是直接投射在风挡玻璃上,而是利用反射原理,在车前方几米的位置创造出模拟影像,驾驶员基本不需要调整视觉焦点。

这或许是现实中的抬头显示系统与《碟中谍4》中的“科幻电影产品”的最大不同。在电影中,汤姆·克鲁斯像玩iPad一样,用双手的食指拇指贴着风挡玻璃一撑,就将图像放大了,而现实中,驾驶员看到的不过是方向盘后面那块镀膜玻璃的倒影,影像远远漂浮在车的正前方,根本无法触摸到。

正因为如此,抬头显示系统的所有信息只为驾驶员一人服务,车里任何其他人都无法看到。

未来,开车就像玩电子游戏

今天,汽车厂商利用抬头显示技术提升行车安全,而这项技术诞生的初衷,却是为了杀戮。

早在第一次世界大战期间,人们就利用光源把瞄准用的光圈投射到战斗机的玻璃上,这种抬头显示系统也被称为光学瞄准器。到了二战期间,这项技术已经在战斗机上得到普及,它既可以保证飞机驾驶员的视野,又可以快速瞄准。1975年,法国的“水银”客机首次把这项科技用于民航;1988年,美国通用公司率先在汽车上使用这种技术;2004年,宝马将具有抬头显示功能的5系轿车引入中国。

但早期的抬头显示功能只是把仪表盘换了个位置,显示的无非是车速、油耗等简单信息。今年各大车企主推的新抬头显示系统都是全彩色的,提供车速、导航、线路偏离警告、夜间障碍物提示等信息,图文并茂,色彩丰富。这同人机智能交互系统的发展分不开,如果没有宝马的iDrive或奥迪的MMI智能行车系统,抬头显示功能就会变成鸡肋。

站在哈哈镜前,我们会看到镜中的自己变成了“矮冬瓜”或“细面条”,汽车风挡玻璃和哈哈镜一样都不是平面,因此也会让反射的图像产生扭曲。对于汽车厂商来说,抬头显示技术的难点就在于修正图像扭曲以及如何让图像在任何环境下都清晰可见。

奥迪公司采用了两块非球面反光镜,让投射到那块镀膜玻璃上的图像本身就是扭曲的,再经过风挡玻璃的反射,反倒被修正成规则的图像信息。这就好比一个体重超标的人站在哈哈镜前,反倒看到自己变成了完美身材。驾驶员只需要几个按钮,就可以通过操纵两块反光镜的角度来控制显示图像的大小和远近。

许多人第一次接触到这项科技时可能会有一个疑问:晚上使用这套设备的效果可以想象,如果是在阳光刺眼的白天,还能看清楚反射的影像吗?“人眼是非常敏感的,能轻易分辨出象牙白和纯白的区别,”奥迪公司的研发人员说,他们的设备采用15个高亮度的白色LED光源,可以产生每平方米1万坎特拉的亮度,只需要发挥2/5的亮度,就可以保证在强烈日光下的显示效果,因此即便在雪地里或非常复杂的光源照射下,抬头显示设备也能保证清晰的效果。

同时,不论是奥迪还是宝马,都在车前部安装了探测装置,能感应车前方15米的照明强度,对显示的亮度进行自动调节,保证在任何环境下,图像既不会刺眼,也不会模糊不清。

一边开车一边寻找微博好友

如果你是个微博控、短信控,就连开车时都心痒难耐地想刷新微博,这项技术绝对合你的胃口。麻省理工一些疯狂的理科男们,使用抬头显示技术将GPS地图以3D实体模型的形式投射到风挡玻璃上,同时还加入了社交网络功能。

借助这项技术,超大地图将充满整个风挡玻璃,最妙的地方在于,这个名为AIDA2.0的系统能显示社交网络的地理位置信息,就像我们发微博时会留下状态信息(例如地理位置坐标)一样,你可以看到自己的微博好友目前所处的位置,甚至可以一时兴起驱车前往。

更绝的是,AIDA2.0系统竟然是用手势操作的……玩过Xbox游戏机的人应该都有体会,它甚至比电影中的触摸操作更先进,可以说是炫酷至极。

采集实景,融合导航

日本先锋公司率先开发出了一套嵌入式导航系统——AVIC-VH09CS。它有液晶显示屏、DVD播放器、蓝牙连接等常规导航设备都具备的功能,它核心的卖点在于一项名为“增强现实观察模式”的功能。两个无线摄像头镶嵌在风挡玻璃上,通过数据流实时向导航系统传回车前实景画面,使用两颗摄像头的目的是能够保证如同人眼一样具备测算距离的能力。

导航系统将收到的画面信息分析处理,再与导航界面形成叠加的画面,利用高亮信息将路面车道线标出,将前方非正常行驶的车辆用标识突出显示出来,避免驾驶员注意力不集中而导致事故。画面看上去就像赛车游戏中的场景,虽然有些卡通,但却真实有效。

有了它,高度近视的人不戴眼镜也能开车。这套复杂的系统售价不菲,达到3700美元,抵得上入门级汽车的价格了。