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豪车上的HUD(抬头显示)是个什么鬼?

2016年09月02日 镜头知识 8555 views

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1、HUD的定义

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图1 战斗机HUD

HUD是“Head Up Display”的简称,中文名是平视显示器,也叫抬头显示,以下简称HUD,以前普遍运用在航空器上的飞行辅助仪器。平视的意思是指飞行员不需要低头就能够看到他需要的重要资讯。平视显示器最早出现在军用飞机上,降低飞行员需要低头查看仪表的频率,避免注意力中断以及丧失对状态意识(Situation Awareness)的掌握。因为HUD的方便性以及能够提高飞行安全,民航机也纷纷跟进安装。而现在,HUD广泛的被应用到汽车上,一般豪车上安装的比较多,一些低端车也有装HUD,还有后装的HUD,特别是某宝上竟然有几十块的“伪HUD”,什么是“伪HUD”?在稍后章节为大家介绍。


2、HUD的原理是什么?

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图2 放大镜原理图

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图 3 汽车HUD原理图

现在网上有好多文章,说什么把LCD屏上的图像投影到前风挡上,就像投影仪看电影一样,其实那都是外行人看热闹,完全不是那么回事情。那么专业上讲,是什么原理呢?

首先我们脑补一下高中学的物理知识,图2,是放大镜的原理,当物体在凸透镜的焦点位置时,所发出的光经过透镜是平行光,而在焦距以内物体发出的光是放大正立的虚像。而HUD就是利用这个原理,如图3,首先LCD的图像经过镜头成虚像,然后经过前风挡玻璃的反射进入人眼。虚像是在风挡前边2m以上的位置(并非是投影到前风挡玻璃上),这样LCD和前方景物深度融合,人眼不需要切换焦距就可以同时看到前方景物和LCD影像。当然真正的HUD没有上图画的那么简单,单个简单的放大镜投出的影像品质很差,一般要使用一个镜头组来实现投影,考虑的安装体积,还要使用反射镜等,如图4,是某豪车的HUD的组成示意图。

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图4 HUD的组成部件图

3、山寨的HUD与高端的HUD有什么差别?

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图5 山寨HUD的区别

通过上图可以看出,最显著的差别,也是最影响驾驶安全的差别在于使用LCD、手机、平板直接放在前风挡下面通过前风挡玻璃反射投影成像的焦点很近,距离人眼0.5米左右,而驾驶汽车时驾驶员要时时观看前方景物,焦点要在2米到无穷远,所以如果想看清HUD的图像必须要切换眼睛焦点,分散了驾驶员的注意力,时间约2秒左右,在时速很快的情况下,是很危险的。而正品的HUD,是将图像投影在2米以上的距离,使HUD提示信息图像与前方景物融合,人眼不需要切换焦点就可以同时看清HUD图像,目视感觉舒适、自然。

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