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一文读懂下一代汽车座舱黑科技——全息显示技术
作者:来源:访问:12时间:2024-07-04

为什么汽车行业需要全息技术?


全息投影技术在汽车应用的崛起

全息投影技术进入汽车领域,显示着从传统显示技术转向互动系统,提升驾驶安全和乘客舒适度。汽车中的全息投影技术旨在提供更好的讯息可见度和可读性,同时减少驾驶需要将目光移开道路的需求。此应用现在使用分辨率的全息显示技术,向驾驶提供实时的、空间正确的视觉数据。全息影像的抬头显示(HUD)将导航、车辆状态和环境数据投影至挡风玻璃上,形成如增强现实般全息3D浮空的影像,看起来像是道路的一部分。透过算法可以在光线和车辆运动变化下保持视觉清晰度和稳定性。增强现实和全息投影技术还可以显示随着车辆的移动而调整的虚拟车道标线和障碍物识别图标,有助于提高警觉性和安全驾驶。


全息投影技术对汽车行业的转型影响

来自全息投影技术的混合实境体验将改变汽车内部娱乐、设计和实用性。企业正在测试混合实境应用,将现实世界的景象与虚拟覆盖物相结合,以实现更好的汽车设计和安全测试。此类应用利用全息投影技术在实时模拟驾驶情况,深入了解汽车在不同条件下的行为。适应性全息头灯可以减少眩光,提高在夜间的能见度,根据道路条件和交通情况以多种强度和角度投射光线。到2025年,全息投影应用市场可能会翻倍增长至300亿美元。在不需要屏幕或设备的情况下显示立体影像降低了内部设计的限制,并开拓了新的车辆对驾驶的互动方式。这使驾驶更安全,改变了汽车行业的格局。


了解全息投影技术


关于全息投影技术

全息投影技术捕捉并重建物体的光波,创造具有相同视角和深度的3D影像。其主要思想是捕捉参考光束和目标光束之间的干涉模式。包括光聚合物或数字传感器记录从物体反射出的光波的强度和相位。同时,全息投影技术的汽车仪表板提高了导航和车辆诊断的准确性,并提供了深度,使数据更易于访问。


全息投影机的工作原理

全息投影机通过操纵光束生成在空间中浮动的高分辨率3D影像。一个全息投影影像的数据由空间光调制器(spatial light modulator, SLM)控制,它控制光的振幅、相位或两者。来自雷射光的相干光通过这些调制器,根据快速的计算机算法进行光的特征修改,以生成3D立体视觉效果。这些微调重现了物体的光模式,使其呈现出逼真的3D显示。例如,在汽车应用中,汽车的全息投影显示可能利用算法计算光调制的变化,这些变化与实时的传感器数据相关联性,快速更新投射。这种技术的准确性使图像分辨率达到了虚拟和真实图像难以区分的程度,从而优化了用户在全息投影显示汽车界面中的满意度和安全性。


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汽车设计中的应用


全息投影技术在汽车仪表板中的整合

搭载全息投影技术的汽车仪表板改变了驾驶与汽车的互动方式。它在仪表板上方投射3D影像,以在不阻碍驾驶视线的情况下实时显示导航地图和驾驶数据。全息投影提供浮动在舒适观看距离的动态导航信号,减少了驾驶在道路和讯息显示之间的注意力集中。这些系统将讯息放置在与外部世界相匹配的空间背景中,提升了心理状态并减轻了认知负荷。


透过增强现实界面提升驾驶体验

使用全息投影显示的增强现实丰富了驾驶体验,同时将虚拟和现实世界的讯息融合在一起。例如,Genesis GV80使用AR在车辆中央屏幕上迭加行驶路径和逐步指示,从而提高了导航的准确性和驾驶安全性,同时保持了驾驶的目光在道路上。在ADAS系统的显示上使用全息投影增强现实AR接口以达到安全性提示。Mercedes-Benz’s的MBUX Hyperscreen使用AR提供更好的驾驶辅助提示,包括投射到驾驶视野中的碰撞警告。透过在驾驶的视野中显示风险,减少了反应时间。此外,汽车全息投影技术的整合得到了计算后端的支持,该后端处理来自车辆传感器和外部数据的实时数据。它使得复杂的可视化信息能够随着驾驶条件发生变化可实时更新。


超越仪表板:全息投影技术如何有更广泛应用


汽车活动和品牌体验中的全息投影技术

全息投影技术可能使汽车活动和品牌体验更具吸引力。在车辆展览中,汽车制造商可以使用大型全息投影来突显其最新汽车的空气动力学和机械结构。这些显示让观众可以透过汽车的车体观察,并实时监控气流动态。将全息投影界面整合到品牌体验中,让客户可以在交互式的3D空间中选择汽车颜色、车轮设计和内饰饰面。这种吸引人的订制体验使客户更加与品牌产生联系。


全息投影技术在汽车上的非传统应用

全息投影技术还可以提升汽车维护。例如,全息投影技术可以改善服务诊断,同时以3D影像投射于汽车引擎或其他重要系统,以准确找出问题所在。全息信号指示磨损和损坏,从而使技术人员可以查看未拆卸的隐藏组件。这样可以节省维修时间,提高维修准确性。随着电动汽车越来越普及,全息投影教导技术人员如何维护高压系统,以降低工作场所事故。


全息投影在汽车行业的未来


汽车全息投影技术的最新进展

汽车全息技术不断地发展。全球汽车全息投影市场将在2023年至2029年之间增长17.3%,从2042.7亿美元增至5329.2亿美元。企业已经开发出被动3D 技术和双显示系统,可以在不戴眼镜的情况下提高深度感知和使用者参与度。这些光学堆栈将光线以不同的方式折射到每个观看者的视角上,使得方向盘和汽车诊断更加逼真。空间光调制器(SLM)可以改变光波的相位和振幅,以达到高保真度的3D视觉效果。具有1微米像素间距的新型态提供了更大的视度和更高质量的全息图像。整合式的增强现实头戴装置预示着未来,设计和安全测试可以在道路上使用混合实境技术进行实时数据覆盖和环境交互,而无需传统的显示器。


未来的发展和影响

全息投影技术的未来进展也可能影响其他行业。在航空业中,类似的技术可为飞行员提供全息飞行数据和天气预测,以提高反应时间和决策能力。在医疗保健领域,全息投影图像可以在实时向外科医生展示3D解剖讯息,将改变手术方式。目前正在研究高分辨率、实时全息成像设备,以提供精确的器官图像,进而减少手术失误提高手术结果。这些创新将需要运算能力,同时需要GPU和专门的全息处理单元来处理大量数据和复杂算法,以完美地呈现全息投影内容。

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