Gli HUD presentano queste immagini direttamente nel campo visivo del conducente, riducendo così la necessità per quest'ultimo di distogliere lo sguardo dalla strada.
Questa esigenza contribuisce ad aumentare la sicurezza stradale, motivo per cui l'industria automobilistica considera gli HUD un'opzione valida per ridurre le distrazioni alla guida.
Il report di IDTechEx, "Automotive Heads-up Displays 2024-2034: Technologies, Players, Opportunities", offre una copertura completa di questo settore, dalle consolidate tecnologie bidimensionali alle più futuristiche tecniche di imaging tridimensionale destinate a rivoluzionare il settore automobilistico. Il report include anche le principali tendenze, l'analisi di mercato, le opportunità e previsioni dettagliate a 10 anni per il volume (numero di schermi) e il valore (in dollari) dei display, segmentando il settore per tipologia di display, tecnologia e regione.
Attualmente, la tecnologia dominante in questo campo è il TFT-LCD, che offre una buona qualità d'immagine, durata e maturità. Ancora più importante, è anche altamente scalabile e relativamente economica rispetto alle alternative presenti sul mercato. Tuttavia, è bidimensionale e manca di profondità nell'evidenziare gli oggetti sulla strada quando utilizzato come head-up display (HUD). Oltre a visualizzare informazioni DAB e sul veicolo, ci si aspetta che gli HUD evidenzino i potenziali pericoli sulla strada e forniscano maggiore assistenza ai conducenti. Questi sono anche noti come HUD a realtà aumentata (AR-HUD). Per questo motivo, è importante disporre di una tecnologia che fornisca profondità alle immagini ed espanda il campo visivo (FOV) evidenziando al contempo le aree di interesse chiave sulla strada.
Esistono due tecnologie che consentono di ottenere immagini tridimensionali e che sono in fase di sperimentazione negli HUD: l'olografia generata al computer (CGH) e i display a campo luminoso (LFD).
A differenza dei display bidimensionali o stereoscopici, queste tecnologie 3D proiettano oggetti virtuali con una reale percezione della profondità. I display LCD, OLED e microLED sono esempi di tecnologie 2D che proiettano immagini direttamente su una superficie piana. Talvolta, vengono utilizzati per creare un'illusione 3D, in cui un'immagine 2D viene mostrata all'occhio sinistro e un'immagine leggermente diversa all'occhio destro. Questo fenomeno è noto come effetto parallasse. Tuttavia, l'uso diffuso di queste tecniche 2D per visualizzare immagini 3D induce un effetto noto come conflitto di vergenza-accomodazione (VAC). Il VAC è la discrepanza di distanza tra l'oggetto virtuale e l'occhio. Ad esempio, un oggetto virtuale potrebbe essere visualizzato a 3 metri dall'occhio, ma l'occhio si focalizza naturalmente su uno schermo situato a pochi centimetri di distanza. Questa discrepanza di distanza causa disagio e nausea all'utente, che non può utilizzare questi display stereoscopici per periodi prolungati.
Pertanto, diverse aziende e gruppi di ricerca stanno valutando l'utilizzo di tecnologie di visualizzazione 3D come l'olografia e i display a fibra ottica (LFD).
L'olografia, in particolare, sembra riscuotere sempre più successo se applicata ai display head-up (HUD) per autoveicoli, e ci sono alcune ragioni importanti per questo crescente interesse.
Il primo punto, già discusso, riguarda la sua capacità di proiettare immagini virtuali con una reale percezione della profondità e senza perdita di risoluzione. L'esperienza di guida risulta molto più confortevole quando gli ostacoli stradali vengono segnalati con immagini che presentano una certa profondità. Proprio come nella nostra visione quotidiana, possiamo mettere a fuoco e sfocare gli oggetti virtuali in modo fluido, cosa non facile da ottenere con le tecnologie 2D. I diversi indicatori di profondità offrono un'esperienza di guida più confortevole e possono essere particolarmente utili per evidenziare gli ostacoli stradali che presentano naturalmente profondità variabili.
In secondo luogo, la luminosità è fondamentale negli HUD. Una tecnologia di visualizzazione che offra prestazioni ottimali in diverse condizioni ambientali è essenziale, poiché le informazioni chiave devono essere visibili sia in piena luce che al buio. Gli ologrammi generati al computer (CGH) utilizzano una sorgente di luce coerente, in genere un laser. I laser sono intrinsecamente molto luminosi e offrono prestazioni eccellenti in un'ampia gamma di ambienti con luce ambientale.
Le aziende specializzate in display head-up olografici si stanno concentrando su due aspetti chiave per competere con la tecnologia TFT-LCD dominante: ridurre i costi di questi dispositivi e miniaturizzarli. Attualmente, le loro dimensioni maggiori e il costo elevato li rendono adatti solo ai veicoli più grandi e costosi, noti anche come veicoli premium. Per essere più competitive in questo mercato e sfruttarne appieno il grande potenziale, è necessario ridurre sia i costi che le dimensioni.
Sebbene la tecnologia olografica sia considerata adatta per gli head-up display (HUD) automobilistici, la sua qualità d'immagine è relativamente inferiore a quella dei display LCD e OLED, principalmente a causa di un effetto noto come "maculatura", il che significa che necessita di maggiore maturità per essere adottata in altre applicazioni a lungo termine.
Autore: Dott.ssa Xiaoxi He, Direttrice della ricerca presso IDTechEx
