2012年8月22日 星期三

Pioneer AVN / HUD專訪(上)


原文譯自:

先鋒HUD車用導航系統專訪(上):
影像怎麼會飄現起來?近未來的車用導航系統登場

原作:「Business Media 誠」記者 土肥義則

[前言]

會讓人懷疑「現在是2012年嗎?」的「近未來車用導航系統」登場了。

先鋒公司在2012年七月下旬開始發售新產品「carrozzeria Cyber Navi」(附HUD套件,價格在30~32萬日圓左右)。這是使用了應用於戰鬥機駕駛艙的抬頭顯示器(HUD=Head Up Display)技術,讓導航的畫面直接投影出來,看起來就好像是在汽車前擋風玻璃前方一樣的產品。

如果實際把HUD裝在車上開出去看看,就會改變平常習慣的行車風景。從駕駛座上就可以看到規劃路線資訊、車距等畫面和真實的行車風景重疊在一起。另外,由於視線移動量變少,可以說是也兼備了實用性的產品。

希望能提供近未來的新駕駛風格之先鋒公司是怎樣來開發這台Cyber Navi的呢?雖然說是裝載了最先端的技術,但其安全性真的沒有問題嗎?所以我們請了實際和HUD開發相關的古賀哲郎先生與從醫學角度來進行實證實驗的北里大學教授魚里博先生來談一談這個產品。負責採訪的則是「Business Media 」編輯部的土肥義則先生。 

先鋒公司出品的附有HUD之車用導航系統[AVIC-VH99HUD

影像為何會飄現起來?

古賀哲郎(以下簡稱古賀):土肥先生要不要聽聽以下這個故事?如果把裝有HUD的車子開去加油站,加油站的員工通常會這樣說:「這是甚麼?那個綠色的東西好像在閃閃發亮耶」。

如果真他們說明:「這是所謂的HUD...」,他們還會這樣跟你說:「好棒!真酷啊」、「甚麼時候開始賣?我也想要一台喔」。

土肥義則(以下簡稱土肥):對於完全不知道HUD的人來說,一定覺得很驚奇吧。HUD在駕駛席上可以看得很清楚,而從助手席上看,卻是完全看不到影像。由於稍微變一下角度就不會看到影像,所以加油站員工們不知道會不會有「稍微瞄一下就好像看到了甚麼」的感覺?

話又說回來,為什麼導航的資訊看起來好像在擋風玻璃前方一樣?對於念文科的我來說,是怎麼也想不透的。


如果有裝HUD的話,眼前的風景就會和導航資訊重疊顯示。

為什麼影像會看起來是飄現起來呢?

古賀:首先要知道這是使用雷射將導航資料在眼前顯示出來。另外還有一塊裝在車子遮陽板上稱為合成片(Combiner)的塑膠板。反射在這個合成片上的影像,看起來就像和外面的風景重合在一起。


影像出現在前擋風玻璃更遠處的原理

土肥:不過,影像看起來卻是飄在前擋風玻璃的遠處,這是為什麼啊?

古賀:如果直接就把影像投射到合成板上來看的話,一定很危險吧。因為開車時眼睛是要看著遠方,結果導航資訊卻投射到眼前50公分處,而眼睛就一定得重新調整焦距。這樣不僅會使眼睛有很大的負擔,也會花費多餘的時間。

所以我們把合成板做成凹面構造,讓虛像看起來是出現在遠處。而我們的設計會讓駕駛座上看到相當於三公尺外的37吋虛像。

至於為什麼影像看起來是飄現在前擋風玻璃之外,就要請想像一下夜間電車的車窗了。其實自己的影像也不是出現在玻璃的表面上,而是比玻璃更遠處呢。

土肥:的確。

古賀:而且就算你把目光聚焦在車窗玻璃上,也沒辦法看清楚自己的影像。要能看到自己的影像,就必須看到玻璃外更遠之處。而HUD的影像會飄現在擋風玻璃更遠處,就跟這個現象是一樣的道理。

土肥:所以就是為了能安全駕駛,才把影像設定成「相當於3公尺外37吋」大小,但這個數字的根據是從何而來?由於這個HUD導航設備是以前沒有的東西,所以我想應該有很多人會覺得「安全性沒問題嗎?」。

古賀:我們在公司內已經做過不知道多少次的實驗了。但只靠這些實驗還是覺得不充分,所以我們也拜託外部的專家從醫學的角度來進行驗證。

視線移動以及對焦到影像上需要的時間

土肥:所以先鋒公司和北里大學合作,共同進行了「HUD真的安全嗎?」的實證實驗。而這次的專訪也請到了進行實驗的北里大學教授魚里老師以及講師川守田老師。接下來我想馬上請教魚里老師,這是個怎樣的實驗?

魚里老師(以下簡稱魚里):如果要去看汽車導航的資訊,則在駕駛中非得移動視線不可。而且單是移動視線還不夠,因為駕駛時是看著遠方,要看汽車導航資訊卻是在看近處。要從遠處看到近處時,眼睛也必須調整焦距。

因此,我們就是要驗證使用HUD來看汽車導航資訊時,到底應該把影像投射到多少公尺處才恰當。

土肥:具體的實驗川守田先生也有參與,可以請您做比較詳細的說明嗎?

川守田老師(以下簡稱川守田):好。從結論來說,我們明白了如果影像成像在一公尺外的話,眼睛調整焦距的負擔就會極端地變小許多。而當眼睛負擔減小後,浪費的時間也會變少。

駕駛在行駛中到底是在看哪裡?這也是我們在裝有汽車導航設備的汽車上追蹤人眼的動作時所做的調查。我們發現在開車時,去看一般市面上的導航系統時,移動視線要花1.1秒。但改用HUD時,只要0.5秒。至於為什麼HUD可以縮短一半的時間?就是它能夠減少「轉動眼睛的時間」與「對焦需要的時間」這兩點。

土肥:可是過去很多車子都是把汽車導航裝置設置在視線一公尺以內的地方呢。這代表了這樣做很危險是嗎?

川守田:也不是這樣說。不是說移動視線的時間要花1.1秒就等於「危險」,而是說使用HUD來駕駛時,可以更加縮短視線移動的時間。

HUD雖然把導航資訊設定成投射到駕駛座外三公尺的距離,但如果設成90公分外也不會有問題。只不過這樣的話,就變成「跟既有的汽車導航裝置狀況相同」了。
(譯註:不過,這話有點學界不想得罪其他業界金主的感覺。XD)

土肥:原來如此。



遇到紅綠燈停車時,會自動把接下來的十字路口列表出來

使用HUD時應該注意的事

土肥:古賀先生,貴公司的HUD是設定成影像成像在「3公尺遠」處,但先鋒公司為何會決定「3公尺遠」這樣的條件呢?

古賀:其實最先是設定成「1.5公尺」的。不過卻有「這樣太近了」、「設更遠一點比較好」的迴響出來。甚至還有「能設到比3公尺更遠會更好」的意見。

當然如果能設定到更遠處會更好,但要這樣做的話,HUD的體積也必須變得更大。由於HUD裝在車子中是有空間上的物理極限的,所以考慮到整體的均衡性,我們才設定成投影在三公尺外。

土肥:接下來想請教北里大學的老師了。在參與過實證實驗後,對於這個HUD裝置有何看法?從實驗中,我們明白了這個裝置比起過去的汽車導航裝置要能減少一半視線移動與對焦的時間。但對於這種以前沒有的產品,有沒有甚麼覺得不安的地方呢?

魚里:在開車時,如果要看HUD的話,視線就一定會上揚。而人的視線上揚時,就很適合看遠處的事物。相反的,向下看則比較適合看近的東西,這是人眼自然進化的結果。

例如人在看天空時,視線就有容易打開的功能。在這樣的狀態下,如果要看近處的東西,重新對焦就需要時間。

當然,我也不覺得合成板的位置太高了。只是我認為設計時,必須要意識到人眼在向上看或向下看時各有擅長與不擅長之處。

川守田:人眼在集中看一個東西時,會有把其他的資訊排除在外的傾向。比如說,在開車時不是會有「得要看號誌」之尋找指示的情形嗎?如果眼睛越不好,這個尋找的時間就越長。結果就可能會引起事故了。

所以我覺得在使用HUD時,希望要能配合自己的視力度數來調整。這不是說覺得自己有戴眼鏡或隱形眼鏡就可以了,而是要先去了解自己的視力度數到底大約在甚麼範圍。

車用導航系統的未來

土肥:過去HUD也使用在軍事用途上,而現在先鋒公司則把它導入到車用導航裝置上,不知道還有沒有用在汽車導航以外的用途呢?

魚里:這種技術如果更進步的話,應該有會有更多各種各樣的應用才對。比如說,在眼鏡上裝上天線,就可以收看電視───這個點子是很早以前就出現了。另外,也有在眼鏡的鏡片上置入電話資料的做法。因為現在也出現了光靠移動視線就能打電話的技術了。

另外在海外也有不是用眼鏡,而是使用隱形眼鏡來進行各種資料傳輸的實驗。將來眼鏡或隱形眼鏡可能會變成人類不可或缺的東西...不,甚至這兩項東西會變成生命維持裝置的時代都可能到來。

先鋒公司使用了HUD的技術,應用在車用導航裝置上,但今後可能也會使用這種技術做出不一樣的東西呢。

土肥:原來如此。將來也許只要戴著隱形眼鏡,就能看到汽車導航的資訊了呢。

古賀先生,貴公司下一代的汽車導航裝置請一定要朝使用隱形眼鏡的方向上來開發(笑)。

古賀:這、這恐怕沒辦法馬上就辦得到啊(汗)。只不過我想導航資訊能夠顯示在前擋風玻璃上的裝置,是早晚會開發出來的。這樣就可以更直觀地了解車間距離了。

這次HUD變成具體的商品上市發售,總共花費了兩年的開發期。如果要把導航資訊直接顯示在擋風玻璃上的化,我想可能還要再多花些時間吧。

土肥:開發就花了兩年啊...。那麼,可以請您說一說開發中的辛酸歷程嗎?

古賀:好的。

(接下篇)