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智能座舱的人车交互大战,3D交互将成为胜负手?

Felix分析 来源:电子发烧友网 作者:吴子鹏 2022-12-02 01:07 次阅读

电子发烧友网报道(文/吴子鹏)交互式3D的出现原本是为了解决网络购物过程中,消费者对商品了解的信息偏差。通过对产品模型进行3D建模,消费者可以对其进行拆解、旋转、移动等操作,这就是交互式3D技术。如今,这样的技术也走进了汽车座舱,让驾乘人员更好地了解汽车,更灵活地操控汽车。

座舱内有哪些3D化交互?

正如刚刚开篇提到的商品3D建模,当前很多汽车的中控屏中也有汽车的3D建模,这个模型实际上就是物理世界车辆的数字孪生,能够实时地了解各方面车辆的信息。并且还能通过操作进行选配,比如查看车辆更换其他类型轮毂是什么效果,当然颜色、尾翼、踏板、氛围灯等也是同样的道理。

这方面目前做的比较彻底的是天际ME7,在该车的车机界面中配置有Magic-3D交互界面,这个界面采用了芬兰Rightware全新升级的Kanzi平台PBR技术,将52个车控场景、100种镜头运动进行了三维虚拟可视化设计,用户进行车辆设置时可实时看到相应反馈。

3D交互在汽车座舱中第二个应用是HMI(人机界面)。今年9月份,在小鹏G9的发布会上,Unity与小鹏联合开发的业内首个量产全3D人机交互系统也随之亮相。该系统已经不再局限于让人们更好地了解汽车,而且可以通过3D交互操控汽车。

据悉,在小鹏G9的车机系统里,能够实现对真实世界的立体映射,在操控空调、车窗和氛围灯等车内组件时,能够感受到沉浸式的操控体验。此外,在大屏中驾乘人员还能看到实时渲染的3D地图和SR环境模拟现实,也就是说导航不再是一条线,而是拥有天气、建筑与交通状况等环境动态的实景,大幅提升导航的有效性和准确性。

在Lotus Hyper OS的界面中,3D交互和小鹏G9系统有很多相似之处,包括地图、音乐和空调等。同时,Lotus Hyper OS中还可以3D操控汽车组件,比如拥有尾翼的车辆,可以通过大屏界面3D调节。

第三个代表性的应用是观影和游戏。比如在2023款凯迪拉克Lyriq豪华电动汽车上,通用汽车和数字交互设计公司Territory Studio合作,对信息娱乐系统的交互界面进行了重新的设计,该车在大屏上观影能够看到科幻电影制作特效。同时,目前也有部分车型支持3A游戏的3D场景。

HUD也是座舱3D交互的典型代表。目前包括大众、捷豹、奔驰等在内的很多厂商都将HUD(抬头显示)升级为3D HUD,一些重要的数据信息甚至是道路安全信息都以3D效果增加到道路显示的两侧。此前,路虎公司在介绍3D HUD时表示,根据其在德国进行的研究表明,立体的3D显示技术可以帮助提高司机的反应时间,让驾乘人员在创新技术中受益。

当然,汽车座舱3D交互最终极的形态应该就是各种形态的裸眼3D,也就是说届时3D交互不再被局限于屏幕内,而是脱屏而出。目前,东风风神皓极已经在基于AR技术实现车内的裸眼3D,全系列标配AR增强仪表导航,实现亚米级实景导航。在tier 1厂商层面,我们看到大陆集团也在裸眼 3D 仪表方面的攻关,陆集团与硅谷公司 Leia Inc 合作,采用衍射光场背光技术来进行裸眼 3D 的开发。根据该公司的设想,基于这种创新技术实现的裸眼3D,即使在强光下,屏幕依旧能呈现清晰的画面,解决传统视差屏障和透镜技术在3D显示方面的分辨率、可视角度上存在不足之处。

综合而言,3D交互在智能座舱领域主要实现三大目标:其一是帮助驾乘人员更好地了解车况、路况;其二是提升智能座舱的可玩性,让观影和游戏更加具有沉浸感;第三是提升驾驶员观看信息和操控的效率,减少驾驶过程中的分神,提升驾驶安全。

座舱3D交互对产业链的影响

从产业发展情况来看,目前座舱内的3D交互还处于起步阶段,不过未来很可能成为智能座舱的标配功能。

再看产业链层面,汽车座舱强调3D交互主要影响四个方面,分别是显示屏、HUD、计算芯片和软件算法

在显示面板方面,如上所述,目前座舱3D显示还主要是通过视差屏障和透镜技术来实现,比如3D仪表盘和3D中控屏基本都是基于这两种技术。大陆集团此前打造的“自动立体” 3D汽车显示器,产品用于Genesis GV80 SUV上,便是通过视差屏障板条,让驾乘人员的左右眼接收不同的图像,建立立体3D图像。目前,全球主要汽车3D显示器生产商包括大陆集团、博世、捷豹、路虎和宝马等,其中既有tier 1级零部件供应商,也有整车厂。

其二是HUD,这项功能目前已经逐渐成为座舱内的标配。统计数据显示,2021年,全球汽车HUD市场总规模达到44.78亿元,其中中国HUD市场规模为17.16亿元,占全球汽车HUD市场总额的38.32%,2021年我国汽车前装HUD市场渗透率达到5.7%。目前,汽车HUD已经逐渐从C-HUD过渡到W-HUD和AR-HUD。主要的生成技术包括TFT、DLP和LCOS等。在国内HUD市场,日本精机、电装、华阳集团、怡利电子、大陆集团是前五大厂商,2021年H1五家公司在中国HUD市场的市占比分别为30%、30%、14%、14%和8%。

计算芯片和算法主要是产业配套方面。其中,随着汽车座舱内3D交互的内容越多,对于座舱计算芯片的算力要求越高,芯片的图形显示能力也显得越来越重要。目前,提供座舱计算芯片的厂商主要有高通英伟达、华为、英飞凌、恩智浦、英特尔瑞萨等公司。此前我们已经多次指出,高通凭借8155芯片目前排名市场前列。在算法层面,汽车3D交互增强了原有汽车零部件厂商的跨界融合,比如各大tier 1厂商都在寻找领先的算法公司进行合作。

小结:3D+大屏更加体现科技

随着3D技术在座舱中渗透率提升,智能座舱的竞争进入新阶段。上一阶段中,智能座舱主要强调大屏和平面交互,下一阶段中3D技术将更加凸显智能座舱的科技感,提升消费者的购车乐趣。随着车用3D技术逐渐成熟,3D交互也将脱屏而出,布满整个座舱空间,打造极致体验的沉浸式智能座舱。

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