请问HUD（抬头显示）的工作原理？

HUD是将车速、导航信息投影到车前方一定距离上，方便司机在行驶过程中获取驾驶信息，眼睛不用在前方道路和仪表盘之间来回切换，对驾驶人员起到辅助作用，并且在一定程度上提高了驾驶安全系数。

在行车过程中，组合仪表的光线与外界光线总会有差别，眼睛在组合仪表与前方道路来回转移的过程中，瞳孔需要进行调整，同时眼睛的聚焦点也有远近变化，HUD显示则能够帮助驾驶员将视线始终保持在前方道路上，通过减少驾驶员眼球运动和视觉追踪来提高驾驶员获取信息的速度和聚焦时间，最大限度地减少驾驶员视线离开驾驶前方车道的时间。

目前HUD主要产品被分为了三种类型，分别为：C-HUD、W-HUD、AR-HUD。C-HUD显示屏为放置于仪表上方的一块透明树脂玻璃，它的独立镜面可以作为独立系统进行光学设计，一般会根据成像条件对镜面进行特殊处理，设计成本及难度较低。C-HUD目前已经基本退出主流HUD市场，主要原因在于其显示效果不尽如人意，且车机联动功能相对较差。

目前W-HUD是市场上的主流产品，其是利用光学反射的原理，将重要的行驶相关资讯直接投影到前挡风玻璃，显示效果比C-HUD更为一体化，在刚刚发布的理想L9上替代仪表盘所使用的的HUD就是目前使用效果较好的W-HUD。

此HUD通过车机传感装置，将汽车行驶信息直接投射在前风挡玻璃上，并可以做到不论何种光照状态下均可以清晰显示。在屏幕左侧显示道路导航信息，中部是辅助驾驶信息，右侧则是车速、交通标志识别等信息，将车况、导航以及辅助驾驶信息全面可视化，直观地投射在驾驶者眼前。

但W-HUD并不是HUD的最佳形态，基于AR技术的AR-HUD依靠画面呈现真实度、视场角、成像距离等优势，正在逐步导入市场，成为未来智能座舱必备的车载装备之一。未来AR-HUD会通过整合摄像头、毫米波雷达、高精度地图等获取车辆信息，在车窗之上实现地图导航、驾驶指引，事物标记等功能。

但目前AR-HUD的技术仍处于研发阶段，现在行业里无论是单层AR-HUD还是双层AR-HUD，本质上与现有的W-HUD没有区别。当车辆处于高速驾驶状态下，汽车与行人、与道路实景的相对位置是不固定且不断变化的，因此并不能通过一个固定的显示画面距离，来实现完美的虚实融合。

目前国内仅有FUTURUS开发出真AR-HUD，通过3D光场显示技术作为一种更加符合人眼生理特性的技术方案，渲染具有完整景深的光场，可以在驾驶者视野前方的现实世界中，连续投射出适应不同远近对焦距离的三维虚拟信息，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，呈现真正意义上的AR增强现实显示效果，彻底解决视觉辐辏造成的眩晕问题。关于AR-HUD的量产上车，行业专家不约而同给出的时间是在2025年。届时，自动驾驶时代的到来一定会反向促进真正的车联网时代的到来，AR-HUD就是一块天然的、方便驾驶者随时随地接入下一代互联网的屏幕。

不同的色素沉淀在猫眼睛下的视网膜上，视网膜的颜色会变得多样，这就是我们看到的猫眼睛的颜色。不同品种、或者不同个体、色素的沉淀受基因的影响，不同基因的相互作用会产生猫的五彩缤纷的眼睛。

我们都知道猫的眼睛比较特殊，它的瞳孔可以调节大小，当光线很亮的时候，它的瞳孔会挤一条线；当光线很暗的时候，它的瞳孔就会放大成为一个很大的圆，有时瞳孔甚至能扩大到占据眼睛面积的80%以上，这正体现了它的眼睛对光度的调节作用，据说猫的眼睛的夜视能力比人强6倍。

前面提到的明毯是夜间动物的神器，对食肉动物的夜间狩猎起着非常重要的作用。猫的眼睛晚上发光，发出红光是正常情况吗？主要功能是通过视网膜的部分光线重新折叠到视网膜上，使视网膜上的感光细胞受到第二次光子刺激，提高光的利用率。这就是为什么猫能在昏暗的光线环境下清楚地看到猎物。这部分是从明毯反射出来的光在人眼可见，所谓的“猫眼发光”。通常以绿光为主，也可能有蓝光或黄光。

许多同行动物没有明毯人类和其他灵长类动物没有这个组织。这时进入眼睛的光反射到脉络膜的血管上，露出血管的颜色。大部分蓝眼白猫也没有毯子，所以拍照时往往会反射血管的红色。这样看来，猫的眼睛晚上发光，拍照时发出的红光都是正常现象。铲屎官不用太担心！在微弱的光线下能看见东西的动物，眼睛里有一层特殊的反射层，称为反光膜。反光膜比视网膜的反射性更强，所以能够捕捉到更多的光线，在黑暗中看得更清楚。当猫的瞳孔在黑暗中放大时，我们看到的实际上是反光膜上捕捉的光线。

一、光源：能发光的物体叫做光源。光源可分为1、冷光源(水母、节能灯），热光源（火把、太阳）；2、天然光源（水母、太阳），人造光源（灯泡、火把）;3、生物光源（水母、斧头鱼），非生物光源（太阳、灯泡）

二、光的传播

1、光在同种均匀介质中沿直线传播；

2、光的直线传播的应用：

（1）小孔成像：像的形状与小孔的形状无关，像是倒立的实像（树阴下的光斑是太阳的像）

（2）取直线：激光准直（挖隧道定向）；整队集合；射击瞄准；

（3）限制视线：坐井观天（要求会作有水、无水时青蛙视野的光路图）；一叶障目；

（4）影的形成：影子；日食、月食（要求知道日食时月球在中间；月食时地球在中间）

3、光线：常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向；

三、光速

1、真空中光速是宇宙中最快的速度；

2、真空或空气中光速约为c=3×108m/s;

3、光在水中的速度约为3/4c，光在玻璃中的速度约为2/3c；

4、光年：是光在一年中传播的距离，光年是长度单位；1光年≈946×1015m；

注：声音在固体中传播得最快，液体中次之，气体中最慢，真空中不传播；光在真空中传播的最快，空气中次之，透明液体、固体中最慢（二者刚好相反）。光速远远大于声速。

四、光的反射：

1、当光射到物体表面时，有一部份光会被物体反射回来，这种现象叫做光的反射。

2、我们看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。

3、反射定律：在反射现象中，反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内；反射光线、入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。

（1）法线：过光的入射点所作的与反射面垂直的直线；

（2）入射角：入射光线与法线的夹角；反射角：法射光线与法线间的夹角。（入射光线与镜面成θ角，入射角为90°－θ，反射角为90°－θ）

（3）入射角与反射角之间存在因果关系，反射角总是随入射角的变化而变化而变化，因而只能说反射角等于入射角，不能说成入射角等于反射角。

（4）垂直入射时，入射角为0度，反射角亦等于0度。

4、反射现象中，光路是可逆的（互看双眼）

5、利用光的反射定律画一般的光路图（要求会作）：

（1）、确定入（反）射点：入射光线和反射面或反射光线和反射面或入射光线和反射光线的交点即为入射（反射）点

（2）、根据法线和反射面垂直，作出法线。

（3）、根据反射角等于入射角，画出入射光线或反射光线

5、两种反射：镜面反射和漫反射。

（1）镜面反射：平行光射到光滑的反射面上时，反射光仍然被平行的反射出去；

（2）漫反射：平行光射到粗糙的反射面上，反射光将沿各个方向反射出去；

（3）镜面反射和漫反射的相同点：都是反射现象，都遵守反射定律；

不同点是：反射面不同（一光滑，一粗糙），一个方向的入射光，镜面反射的反射光只射向一个方向（刺眼）；而漫反射射向四面八方；

**屏幕粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光射向四处，黑板上“反光”是发生了（镜面反射）

五、平面镜成像

1、平面镜成像的特点：（1）、像是虚像

（2）、像和物关于镜面对称

2、水中倒影的形成的原因：平静的水面就好像一个平面镜，它可以成像（水中月、镜中花）；对实物的每一点来说，它在水中所成的像点都与物点“等距”，树木和房屋上各点与水面的距离不同，越接近水面的点，所成像亦距水面越近，无数个点组成的像在水面上看就是倒影了。（物离水面多高，像离水面就是多远，与水的深度无关）。

3、平面镜成虚像的原因：物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线没有会聚而是发散的，这些光线的反向延长线（画时用虚线）相交成的像，不能呈现在光屏上，只能通过人眼观察到，故称为虚像（不是由实际光线会聚而成）

注意：进入眼睛的光并非来自像点，是反射光。

要求能用平面镜成像的规律（像、物关于镜面对称）和平面镜成像的原理（同一物点发出的光线经反射后，反射光的反向延长线交于像点）作光路图（作出物、像、反射光线和入射光线）；

六、光的折射

1、光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折。

2、光在同种介质中传播，当介质不均匀时，光的传播方向亦会发生变化。

3、折射角：折射光线和法线间的夹角。

七、光的折射定律

1、在光的折射中，三线共面，法线居中。

2、光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线方向偏折；光从水或其它介质斜射入空气中时，折射光线远离法线（要求会画折射光线、入射光线的光路图）

3、斜射时，总是空气中的角大；垂直入射时，折射角和入射角都等于0°,光的传播方向不改变

4、折射角随入射角的增大而增大

5、当光射到两介质的分界面时，反射、折射同时发生

6、光的折射中光路可逆。

八、光的折射现象及其应用

九、光的色散：

1、太阳光通过三棱镜后，依次被分解成红、橙、黄绿、蓝、靛、紫七种颜色，这种现象叫色散；

2、白光是由各种色光混合而成的复色光；

3、天边的彩虹是光的色散现象；

4、色光的三原色是：红、绿、蓝；其它色光可由这三种色光混合而成，白光是红、绿、蓝三种色光混合而成的；世界上没有黑光；颜料的三原色是品红、青、黄，三原色混合是黑色；

5、透明体的颜色由它透过的色光决定（什么颜色透过什么颜色的光）；

不透明体的颜色由它反射的色光决定（什么颜色反射什么颜色的光，吸收其它颜色的光，白色物体发射所有颜色的光，黑色吸收所有颜色的光）

例：一张白纸上画了一匹红色的马、绿色的草、红色的花、黑色的石头，现在暗室里用绿光看画，会看见黑色的马，黑色的石头，还有黑色的花在绿色的纸上，看不见草（草、纸都为绿色）

十、看不见的光：

1、太阳光谱：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种色光按顺序排列起来就是光谱；

（从左往右其波长逐渐减小；散射逐渐增强；人眼辨别率依次降低）

2、红外线：红外线位于红光光谱之外，人眼看不见；

（1） 一切物体都能发射红外线，温度越高辐射的红外线越多；（打仗用的夜视镜）

（2） 红外线穿透云雾的本领强（遥控探测）

（3） 红外线的主要性能是热作用强；（加热）

3、紫外线：在光谱上位于紫光之外，人眼看不见；

（1） 紫外线的主要特性是化学作用强；（消毒、杀菌）

（2） 紫外线的生理作用，促进人体合成维生素D（小孩多晒太阳），但过量的紫外线对人体有害（臭氧可吸收紫外线，我们要保护臭氧层）

（3） 荧光作用；（验钞）

（4） 地球上天然的紫外线来自太阳，臭氧层阻挡紫外线进入地球；