专注打造“车界元宇宙”的初创公司未来黑科技到底有哪些黑科技？
企业创新评测实验室 - 未来黑科技
研究员：温礼辉
现在如果要问起大家，11年前汤姆克鲁斯的《碟中谍4》里，恐怖分子到底是靠核弹还是电脑病毒摧毁世界，可能大家已经记不清了。但谈起阿汤哥那辆，能在整个前挡风上显示地图的全尺寸平视显示系统的酷炫宝马i8，相信不少人都有印象。这个全尺寸平视显示系统即智能汽车领域重要前沿技术之一的HUD抬头显示（Head Up Display，下称“HUD”）技术，通过将驾驶信息显示在挡风玻璃上，使驾驶员可以同时看到真实环境和实时驾驶信息，提高驾驶的安全性和便捷性，堪称汽车界的初代“元宇宙”。
近年来，伴随着交互虚拟技术（VR/AR）的迅猛发展，对HUD产生了革命性的提升，HUD进一步向AR HUD演化，其应用场景有了更多的可能。AR HUD的技术探索由国外初创公司WayRay率先于2018年迈出第一步，凭借其“True AR”的概念相继收到了阿里、保时捷、现代汽车等巨头合计1.4亿美元的融资。此后，松下和哈曼等科技公司都开始加大对AR-HUD技术的研究。在国内，疆程技术、大陆、华阳通用电子等科技厂商也都在持续发力AR-HUD。其中，一家仅成立5年的初创公司“未来黑科技FUTURUS”（以下简称“未来黑科技”），以黑马姿态接连成为宝马、上汽、理想汽车的AR-HUD产品和技术供应商，受到广泛关注。
图1：未来AR-HUD概念技术示意（来源：WayRay官网）
HUD行业的一匹黑马
快速试错实现技术突破
未来黑科技成立于2016年，是一家集光学成像、增强现实、人机交互设计（HMI）、全车窗显示和计算机算法研发于一体的创新型高科技公司，产品覆盖经典HUD、光场AR HUD、全景显示器和全息影像等。
初创期的未来黑科技经历了一小段曲折探索期。结合专利检索和相关资料发现，最初未来黑科技将产品定位在面向消费者的后装HUD领域。初步尝试后发现，后装HUD市场基本被国际供应商垄断，而前装市场相对比较友好，国内的自主品牌车企会给予国内创业团队更多的技术和资金等方面的支持。
在认识到产品定位需要转变后，仅仅探索几个月的时间，未来黑科技便迅速转移方向改攻HUD前装市场，一举获得2017年世界上最大的消费电子技术展CES Asia最佳创新奖。
此后，伴随着转型的短期“阵痛”，公司2018年专利申请下滑到仅有1件。但仅一年后，未来黑科技在2019和2020年的专利申请量迅速攀升到94件和95件。技术能力上最直接的体现是，在2020年的CES展览上，未来黑科技成为唯一拥有混合现实全景显示技术的公司，并且在北美、欧洲、日本、韩国、印度、中国等多个国家和地区进行专利布局。从市场效应看，未来黑科技也持续拿下大单，成为几大国际头部车厂的新技术合作供应商。
图2：未来黑科技专利申请趋势（来源：智慧芽）
未来黑科技长期坚持自研路线并重视专利布局，通过超前5年的技术布局，快速跃升进入了HUD第一梯队。在根据智慧芽即将发布的《车载抬头显示系统技术洞察报告》中，其所持有的HUD相关技术专利排名全球17位，中国第2位，仅次于国内传统龙头华阳通用。未来黑科技凭借在HUD尤其是AR-HUD技术领域的技术创新，于2020年荣膺VR/AR赛道“中国潜在独角兽”称号。
图3：全球HUD TOP 20专利申请人
（来源：智慧芽《车载抬头显示系统技术洞察报告》）
除在HUD基础技术领域的专利布局外，为了能够实现虚拟和实景融合的“真AR HUD”产品研发，未来黑科技从2017年开始在应用光学系统的AR HUD技术上聚焦发力，至今专利申请超100件，占公司全部专利的34.54%。通过多年研发过程，未来黑科技成功获得了大幅面HUD投射技术、大FOV视场角投射技术、无介质虚拟成像等世界级别专利技术。结合公开信息，未来黑科技通过光学系统的研发成功完成了3D光场AR HUD实车硬件的三代迭代，改装实车已经实际路测优化了3年之久，系统、算法和软件迭代了上百个版本，能够很好地匹配L2、L3、L4级别辅助驾驶要求。
Apple vs FUTURUS
究竟谁能率先量产最前沿的光场AR HUD？
不同于2D动画播放或徒有“立体感”但显示距离固定的“裸眼3D”显示技术，三维光场AR显示技术可以在驾驶者视野前方的现实世界中，投射出适应不同远近对焦距离的三维虚拟信息。这种三维光场显示技术能够将虚拟世界的信息和现实世界的相关物体在同一空间位置进行展示，实现虚拟与现实的完美融合，不仅能够呈现真正意义上的AR增强现实显示效果，也可以彻底解决视觉辐辏造成的眩晕问题。
未来黑科技在光场AR技术研究方面开展较早，从其2016年12月申请的用于在空中成像的系统专利可以看出，未来黑科技最早于2016年12月便开展了光场AR HUD系统的研究，并形成了初步的光场AR HUD技术成果，其最新的光场AR HUD产品视场角可达20度，可覆盖五条车道，显示距离覆盖视线前方4米至∞远。
而全球科技巨头苹果也注意到了光场AR HUD的优势。2021年，美国专利商标局授予了苹果公司一项泰坦项目专利：光场抬头显示器（light-field head up display）。其专利内容显示，车辆可以具有抬头显示器，其产生允许车辆中的观看者观察三维内容的灯场输出。可以使用一系列光场显示单元和相应的透镜来指示朝向观察者的灯场输出。
2007年，苹果重新发明手机，2012年，特斯拉Model S彻底颠覆了燃油汽车市场。未来，究竟谁能率先完成光场AR-HUD的量产，值得期待。
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智慧芽和一级市场和科创板权威媒体《科创板日报》联合发起，旨在研究公司科创实力，凭借企业科创力评估模型，从技术质量、专利布局、技术影响力、公司竞争力、研发规模和稳定性等维度挖掘最具科创实力的公司。
