Underglass 技术,也常被称为 “车窗显示”(Head-Up Display, HUD) 或 “平视显示”,其历史并非一蹴而就,而是经历了从军事尖端科技到汽车高端配置,再到如今走向大众化的漫长演变过程,其核心思想始终是:将关键信息投射到用户视线正前方的透明介质上,实现“信息与现实的无缝融合”,减少视线转移,提升效率和安全性。

我们可以将它的历史分为四个主要阶段:
第一阶段:军事起源 (20世纪50-70年代) - “瞄准未来”
Underglass 技术的雏形完全服务于军事需求,尤其是在航空领域。
- 背景与需求: 二战后,喷气式战斗机速度越来越快,飞行员需要在极短时间内读取大量飞行数据(如高度、速度、姿态)并进行空战,频繁地低头看仪表盘会严重影响 situational awareness(态势感知能力),在空战中是致命的。
- 关键技术突破:
- 反射式瞄准镜: 最早的雏形可以追溯到二战时的反射式瞄准镜,但它只显示一个简单的瞄准光环,并非数字信息。
- “攻击-指示器”系统: 真正意义上的军用HUD诞生于20世纪50年代,美国海军在道格拉斯A-4“天鹰”攻击机上首次安装了名为“攻击-指示器”的系统,它将简单的飞行信息(如姿态、空速、爬升角)投射到一块玻璃上,飞行员透过玻璃既能看到外界,又能看到叠加的飞行数据。
- 作用与意义: 军用HUD极大地提升了飞行员的反应速度和作战效率,在高速飞行和复杂作战环境中,它将飞行员从“低头看仪表”的束缚中解放出来,实现了“抬头即作战”,此后,HUD成为现代战斗机的标准配置。
小结: 此阶段的Underglass技术是纯粹的军用高科技,目标明确、功能单一,为后续民用化奠定了技术基础和核心理念。
第二阶段:汽车领域的初步探索 (20世纪80-90年代) - “贵族的玩具”
在军事技术成熟后,汽车制造商开始尝试将其移植到民用领域,但最初的进展非常缓慢。

- 首次尝试:
- 1988年,通用汽车 在其旗舰车型 别克 Riviera 上首次推出了选装式汽车HUD,它将车速信息投射到挡风玻璃上,但由于技术限制,显示效果(亮度、对比度)不佳,且成本高昂,市场反响平平,未能普及。
- 技术瓶颈:
- 成本高昂: 当时激光管等投影元件非常昂贵。
- 体积庞大: 整个系统笨重,难以集成到紧凑的汽车引擎舱内。
- 显示效果差: 在白天或强光下,显示信息几乎看不清;在夜晚则可能过于刺眼。
- 缺乏实用性: 当时只显示速度一项信息,价值有限,难以说服消费者为其支付高昂的选装费。
- 缓慢发展: 在90年代,只有少数豪华品牌如 保时捷 (911 Turbo, 1991) 和 宝马 (7系, 1998) 在其高配车型上提供HUD,它依然是身份和科技的象征,而非主流配置。
小结: 此阶段的Underglass技术在汽车上属于“小众奢侈品”,受限于技术和成本,未能打开市场局面,但其“科技感”和“安全性”的初步概念已经建立。
第三阶段:技术成熟与市场普及 (21世纪初 - 2010年代) - “从豪华到主流”
进入21世纪,随着电子技术的飞速发展,汽车HUD迎来了真正的春天。
- 技术驱动的变革:
- TFT-LCD 投影仪: 传统的CRT(阴极射线管)投影仪被更小、更亮、更可靠的TFT-LCD液晶显示屏取代,大大缩小了体积,降低了成本和功耗。
- LED背光: LED光源的应用显著提升了亮度和对比度,使得在白天强光下也能清晰显示。
- 全息光学元件: 通过特殊设计的全息膜,可以将投影光路进行折叠和反射,使得整个HUD系统可以做得更薄、更小,可以方便地集成在仪表台上方。
- 功能的大幅扩展:
- HUD显示的信息不再仅仅是车速,而是扩展到转速、导航箭头、驾驶辅助信息(如跟车距离、车道偏离警告)、电话、多媒体等,HUD从一个“信息显示器”变成了一个“信息交互中心”。
- 市场普及:
- 豪华品牌下放: 奔驰、宝马、奥迪等品牌将HUD从顶级车型下放到更多次级车型上。
- 大众品牌跟进: 丰田、本田、福特等主流品牌也开始在其高配或中高配车型上提供HUD选项。
- 成本下降: 随着技术成熟和规模化生产,HUD的价格逐渐变得亲民。
小结: 此阶段是汽车HUD的“黄金发展期”,技术瓶颈被逐一突破,功能极大丰富,成本显著下降,使其从豪华配置逐步向中高端市场渗透。
第四阶段:智能化与多元化发展 (2010年代至今) - “玻璃上的智能革命”
随着汽车“新四化”(电动化、智能化、网联化、共享化)的浪潮,HUD技术也进入了全新的发展阶段,变得更加智能和多元。

- AR-HUD (增强现实抬头显示) - 当前最前沿的技术:
- 核心理念: 这是最具革命性的演变,传统HUD只是将信息叠加在视野上,而AR-HUD则能将导航指引、车道线、碰撞预警等信息,以虚拟图像的形式“精准地”投射到现实道路的相应位置上。
- 实现方式: 这需要高精度地图、摄像头、传感器和强大的车载计算平台协同工作,导航转弯箭头会“漂浮”在真实的前方路口上,极大地降低了驾驶员的认知负荷。
- 代表车型: 奔驰EQS、宝马iX、极氪001/009、小鹏G9等新势力车型已率先搭载,成为其智能座舱的重要卖点。
- W-HUD (挡风玻璃HUD) 与 C-HUD (仪表台HUD) 的并存:
- C-HUD (仪表台HUD): 成本较低,投影面积小,通常只显示车速等简单信息,目前多用于中低端市场或作为入门级HUD。
- W-HUD (挡风玻璃HUD): 投影面积大,位置更靠前,视觉效果更好,是目前的主流和未来方向。
- 与智能座舱的深度融合:
HUD不再是孤立的信息源,而是与语音助手、仪表盘、中控屏形成多屏联动,通过语音指令“导航到最近的充电站”,AR-HUD上会直接显示出融合了现实道路的导航路径。
- 未来趋势:
- 更高分辨率: 实现“视网膜级”显示效果,图像更加细腻。
- 更大视场角: 提供更广阔的信息显示区域。
- 3D显示: 通过特殊的光学技术,让信息具有立体感。
- 个性化与交互: 驾驶员可以自定义显示内容,甚至通过手势或眼动追踪与HUD上的信息进行简单交互。
小结: 此阶段的Underglass技术正朝着“AR化、智能化、个性化”的方向飞速发展,它不再仅仅是一个显示工具,而是未来智能座舱和自动驾驶时代的人机交互核心界面之一。
Underglass技术的历史,是一部典型的“军事技术民用化”的史诗,它从二战战机的瞄准镜出发,在80年代的别克车上首次尝试,经历了90年代的贵族专属,在21世纪初的技术革新中迎来普及,并最终在智能汽车时代通过AR技术,演变为连接数字世界与物理现实的革命性交互窗口,它的每一次飞跃,都离不开显示技术、光学材料和计算能力的突破,随着AR-HUD的成熟,车窗玻璃将不再是简单的屏障,而将成为一个承载无限信息的“智能画布”。
