科技说丨长城汽车的交互“升维”

在刚刚闭幕的2019CES Asia亚洲电子消费展上，汽车技术、5G与人工智能（AI）等关键词成为了关注焦点，相比各大参展商仍处于概念阶段的“样品”，即将量产的未来科技更加引人注目，比如长城汽车展出的智能像素大灯与全息车机系统。

1、交互“升维”的智能像素大灯

智能像素大灯技术最早亮相于2018年底的WEY品牌两周年发布会上，该智能大灯以LED为光源，并基于德州仪器最新的高分辨率DLP技术研发而来，前照灯拥有200万像素，量产后有望出现在WEY品牌的VV6等车型中。

从展会现场的“样机”来看，其轮廓已与实车高度融合，其中内、外侧灯头分别负责补光与“投射”，而后者的核心——DLP技术全称为“Digital Light Procession”，即数字光处理。

参考最初使用该技术的DLP投影机，其核心成像组件为数字微镜晶片DMD，其原理在于用积分器将光源“均匀化”，并通过彩色色环将光线分为R、G、B三原色（即红、绿、蓝），借助透镜将色彩成像在DMD上，最后经过电信号将连续光转换为灰阶，配合三原色便得到了镜头呈现出的“像”。不过像素大灯当前仍为“单色光”，因而细节方面与投影机有一定差异。

得益于反射原理，应用DLP技术的投影设备图像清晰度更高且画质稳定，加之DMD上每个反射镜代表一个像素，并具备独立控制光线的能力，这便为DLP技术应用于汽车大灯领域奠定了技术，从一定程度上说，像素大灯更像是移动的单色投影机。

作为像素大灯技术的亮点，高度智能化不仅将完善其“灯光功能性”，还能够进一步提升信息交互效率与行车安全性。如视频所示，该大灯除了具备弯道自适应照明等“灯光”属性的功能外，在智能交互领域的拓展才是重头戏，比如：

A、集成车速和交通标志识别等信息的虚拟仪表盘，相比当下常见的HUD系统，将提示信息集成在头灯光束内，不仅照射与行车方向保持一致，也减小了驾驶员查看行车信息时存在的水平落差，有助于提升行车安全性；

B、带有动态显示的车辆转向投影功能，不仅可用于投射导航路径提示信息，还可作为车与环境间沟通的介质，以告知其他交通参与者自身的行进路线，优化道路通行效率；

C、借助上文提及的“独立控制光线能力”，像素大灯还能够根据算法识别行人与车辆，并实现主动防眩及向行人发出先行提醒的信号。值得一提的是，现场演示视频中，长城汽车的该项技术可精确识别行人头部，且仅对头部进行防眩光线规避，相比目前部分豪华品牌车型中应用的矩阵式LED灯组，在遇到对向来车或侦测到行人时，像素大灯能够在“防眩”的同时，降低对灯光照射范围的影响；

D、示宽投影顾名思义，可在投射画面中标记前方路段宽度，例如地下停车场等场景，便于驾驶员在狭窄区域行进时判断车辆轨迹。虽然当前演示视频展现的内容较为有限，但如果与头灯随动转向等功能结合，并呈现出“随动辅助线”的视觉效果，或将解决用户的又一痛点。

除了该技术与可实现的功能外，结合5G通信与车联网，像素大灯或将成为C-V2X的组成部分，并用于车与车、车与人、车与环境间交流的端口，不仅如此，该技术还可用于ADAS系统相关功能的初步预警提示，以缩短驾驶员反应时间。需要说明的是，类似的概念也出现在奔驰“数字大灯”技术中，可见在技术探索与前瞻领域，中国车企正逐步与汽车巨头接轨。

然而，在车云菌看来，该技术在量产并投入使用之前，仍需解决两方面难点。

其一，无论本次亮相2019CESA的长城“智能像素大灯”，还是奔驰的Digital Light，二者的演示视频与图片均以环境照明较弱为背景，该情况下肉眼可视的图像对比度较高，各项提示信息反馈更加清晰。不过如何保证在环境照明较好的城市路段，或日光条件下也拥有可观的清晰度，以及投射在前车的显示效果，都是该技术应深化的细节，也是当前状态下像素头灯无法替代HUD等常规装备的原因之一。

其二，像素大灯在强化交互体验的同时，落实到整车，筛选信息权重与反馈方式也需车企三思而后行。举个例子，像素头灯技术本身可显示虚拟仪表盘，而常规仪表盘的去留与信息重复度，以及二者同时工作存在的车内光干扰问题，是否需要在整车系统逻辑层面进行协同呢？

2、再掀革命的全息车机

在本届CESA长城汽车展台上，全息车机与全息语音机器人的亮相，并由长城汽车与衍视科技联合开发，“无实物”操作或将引领车机系统变革。

二者均利用无介质空气成像技术，据公开资料显示，该技术是通过纳米级加工工艺，实现微米级光学单元结构，并进行排列组合实现光场重构成像，将3D语音助手与车机画面展现在空气中。不过关于成像细节，工作人员并未透露太多，而目前主流的“无介质空气成像”原理包含“逆反射”悬浮、AI板、光线积分和计算光场。

“逆反射”悬浮原理是将显示屏画面入射进单向投射屏后，再通过逆反射屏呈现悬浮影像的技术，虽然结构并不复杂，但较强的散射光会大幅影响悬浮影像的清晰度。

如图所示，将显示屏中的画面透过倾斜的“AI板”最终实现空中成像的技术，便是“AI板”成像，其关键在于中间由大量反射镜胶合构成的“AI板”。

有别于上述两种纯光学原理，“光线积分”利用大量折射与反射单元，将空间中一个点发出的光线在另一个位置重新交汇成像，该技术的核心难度在于光积分处理单元，而Magic Screen空气显示屏则是“光线积分”原理的实际应用。

计算光场原理则分为压缩光场与悬浮光场两种，且原理相近，前者通过多层液晶的光强调制与计算机拟合算法结合实现目标光场，得益于每个像素都可发出光线并进行解调，因而该原理仅需少量像素即可呈现目标光场。而“悬浮光场”则通过多层排列的相位调制器与相位计算拟合，最终形成的悬浮光场，则是解析函数得出相位调制器取值的结果。

体验与愿景

相比全息车机的成像原理，其体验感受与可实现的愿景更加值得关注，借助5G通信语音助手不仅可支持自然语音识别，还能够唱歌、跳舞、讲笑话或播报天气，而车机系统除了实时online外，更将手势操作、眼球追踪等技术集于一身。

从现场的“展示机”来看，全息车机由形似屏幕的显示模块、置于上方的眼球追踪传感器及下方“缝隙”中的手势传感器组成，其中眼球追踪传感器左右两侧共有六枚摄像头，可在系统内嵌的游戏中通过眼球运动进行操作，且系统根据操作者是否佩戴眼镜，给出了不同模式，现场视频如下。

可见当前“展示机”已可实现手势滑动、点击等操作，还能够利用全息影像播放电影，且在与工作人员的沟通中车云菌获知，量产后的全息车机将搭配自然语音识别功能一同使用，且后者将具备音源定向技术，可分别回应车内乘员的需求。

也就是说，“舍弃”屏幕的全息车机不仅重新定义了“触控”操作，高度智能化的自然语音输入，将成为人机交互主流操作的趋势也愈发鲜明。

不过仅当前阶段而言，如下几点或许是全息车机量产前需要攻克的关键点：

A、全息车机可视角度较为有限，仅在视线与“车机界面”垂直时，看到的画面才最完整；

B、“无实物”操作对于初学者而言，想达到视频中工作人员的精准度并不容易，当前“静止状态”尚且如此，行进间操作的难度可想而知；

C、或许因人而异，但长时间观看全息影像，仍会让人产生轻微的晕眩感。

当然，将注意力聚焦在全息影像技术的并非长城一家，近日大众在奥地利展出了具备全息控制功能的音频系统，且据外媒称，该系统可在不使用时处于“息屏”状态，弱化了多余光线对驾驶员的干扰。此外，日产对将全息影像融入“无形可视化”技术，也展现出了浓厚的兴趣。

在车云菌看来，伴随5G、AI与增强现实等领域的发展，全息影像与汽车的交集或不再拘泥于操作方式与视觉效果等方面，实景导航、超视距感知、私人管家甚至混合现实等，强化人、车机、环境智能交互的愿景，均可借助全息影像实现。

车云小结：

伴随我国正式进入5G时代，通信技术进步已成为相关领域发展的推动力，特别是人机交互、人工智能与自动驾驶等汽车科技的相关领域。聚焦长城汽车在本次CESA展出的智能像素大灯与全息车机，二者不仅是对现有功能的延伸，更成为了连接车与人、车与车甚至车与环境的组成部分。

重点在于，作为中国品牌的长城汽车，已在对未来的构想方面逐渐接轨海外知名车企，“黑科技”本身更是车企思考技术路径的缩影，借助领先的5G技术，自主品牌能够在“新四化”之路上缩小差距甚至与海外品牌并驾齐驱，也是我们希望在未来看到的。

反观文中提及的“黑科技”，较之自身以及与相关技术结合后可实现的愿景，解决“落地”前的细节问题与技术难点，无疑是眼下的当务之急，至于二者能否如期而至，或许时间会给我们答案。