Os HUD apresentam estas imagens diretamente no campo de visão do condutor, reduzindo assim a necessidade de este desviar o olhar da estrada.
Esta necessidade contribui para o aumento da segurança rodoviária, razão pela qual a indústria automóvel considera os HUDs uma opção viável para reduzir a distração do condutor.
O relatório da IDTechEx, "Automotive Head-up Displays 2024-2034: Technologies, Companies and Opportunities", oferece uma cobertura abrangente deste segmento, desde as já conhecidas tecnologias bidimensionais até às técnicas de imagem tridimensional mais futuristas, que prometem revolucionar o setor automóvel. O relatório inclui também tendências-chave, análises de mercado, oportunidades e projeções detalhadas para os próximos 10 anos, abrangendo o volume (número de ecrãs) e o valor (em dólares) dos ecrãs, segmentando o setor por tipo de ecrã, tecnologia e região.
A tecnologia atualmente dominante neste campo é o TFT-LCD, que oferece uma boa qualidade de imagem, durabilidade e maturidade. Mais importante ainda, é altamente escalável e comparativamente mais barata do que as alternativas disponíveis no mercado. No entanto, é bidimensional e carece de profundidade ao destacar objetos na estrada quando utilizado como um visor de informação projetada no para-brisas (HUD). Além de exibir informações do rádio DAB e do veículo, espera-se que os HUDs destaquem potenciais perigos na estrada e prestem mais assistência aos condutores. Estes são também conhecidos como HUDs de realidade aumentada (AR-HUDs). Devido a esta maior imersão, é importante contar com uma tecnologia que proporcione profundidade às imagens e expanda o campo de visão (FOV), ao mesmo tempo que destaca áreas-chave de interesse na estrada.
Existem duas tecnologias que permitem obter imagens tridimensionais e que estão a ser testadas em HUDs: a holografia gerada por computador (CGH) e os displays de campo de luz (LFD).
Ao contrário dos ecrãs bidimensionais ou estereoscópicos, estas tecnologias 3D projetam objetos virtuais com pistas de profundidade reais. Os ecrãs LCD, OLED e microLED são exemplos de tecnologias 2D que exibem imagens diretamente numa superfície plana. Por vezes, são utilizadas para criar uma ilusão 3D, em que uma imagem 2D é apresentada para o olho esquerdo e uma imagem ligeiramente diferente é apresentada para o olho direito. Isto é conhecido como efeito de paralaxe. No entanto, a utilização generalizada destas técnicas 2D para exibir imagens 3D induz um efeito conhecido como conflito de vergência-acomodação (VAC). O VAC é a disparidade de distância entre o objeto virtual e o olho. Por exemplo, um objeto virtual pode ser apresentado a 3 metros do olho, mas o olho foca naturalmente um ecrã localizado a poucos centímetros de distância. Esta discrepância de distância causa desconforto e náuseas no utilizador, que não consegue utilizar estes ecrãs estereoscópicos por períodos prolongados.
Por conseguinte, diversas empresas e grupos de investigação estão a avaliar o uso de tecnologias de visualização 3D, como a holografia e os LFDs (dispositivos de visualização de longo alcance).
A holografia, em particular, parece estar a ganhar mais popularidade quando aplicada aos HUDs automóveis, e existem algumas razões notáveis para este crescente interesse.
O primeiro ponto, já abordado, relaciona-se com a sua capacidade de projetar imagens virtuais com indicações de profundidade reais e sem perda de resolução. A experiência do condutor é muito mais confortável quando os obstáculos na estrada são indicados com imagens que têm profundidade. Tal como na nossa visão quotidiana, podemos focar e desfocar os objetos virtuais de forma fluída, algo que não é fácil de alcançar com as tecnologias 2D. As diversas indicações de profundidade oferecem uma experiência de condução mais confortável e podem ser particularmente úteis para destacar obstáculos na estrada que têm naturalmente profundidades variáveis.
Em segundo lugar, o brilho é fundamental nos HUD. Uma tecnologia de exibição que tenha um bom desempenho em diversas condições ambientais é essencial, uma vez que as informações importantes devem ser visíveis tanto em ambientes com muita luz como na escuridão. Os HUD utilizam uma fonte de luz coerente, geralmente um laser. Os lasers são inerentemente muito brilhantes e têm um bom desempenho numa vasta gama de ambientes com boa luminosidade.
As empresas especializadas em HUDs holográficos estão a focar-se em dois aspetos principais para competir com a tecnologia dominante TFT-LCD: reduzir o custo destes dispositivos e miniaturizar o seu formato. Atualmente, o seu maior tamanho e o seu elevado custo tornam estes dispositivos adequados apenas para os veículos maiores e mais caros, também conhecidos como veículos premium. Para serem mais competitivos neste mercado e concretizarem o seu grande potencial, tanto o custo como a dimensão precisam de ser reduzidos.
Embora a tecnologia holográfica seja considerada adequada para HUDs automóveis, a sua qualidade de imagem é comparativamente inferior à dos ecrãs LCD e OLED, principalmente devido a um efeito conhecido como granulação, o que significa que requer uma maior maturidade para ser adotada noutras aplicações a longo prazo.
Autora: Dra. Xiaoxi He, Diretora de Investigação da IDTechEx
