Las pantallas de visualización frontal (HUD) para automóviles están siendo recibidas con gran entusiasmo. El aumento del uso de la tecnología durante la conducción y el hecho de que los conductores tengan que desviar la mirada de la carretera para mirar el salpicadero y las pantallas centrales de información (CID) de los vehículos han provocado más accidentes de tráfico a lo largo de los años. Los conductores deben desviar la mirada de la carretera para mirar los diagnósticos a bordo (DAB), comprobar el GPS, seleccionar música, etcétera.

Los HUD presentan estas imágenes directamente en la línea de visión del conductor, reduciendo así la necesidad de que éste desvíe la mirada de la carretera.

Esta necesidad contribuye a aumentar la seguridad vial, por lo que la industria del automóvil considera los HUD una opción viable para reducir la distracción del conductor.

El informe de IDTechEx, "Automotive Heads-up Displays 2024-2034: Technologies, Players, Opportunities", ofrece una cobertura exhaustiva de este espacio, desde las tecnologías bidimensionales más conocidas hasta las técnicas de imagen tridimensional más futuristas que están llamadas a revolucionar el sector de la automoción. El informe también incluye tendencias clave, análisis de mercado, oportunidades y previsiones detalladas a 10 años para el volumen de pantallas (número de pantallas) y su valor (dólares), segmentando el sector por tipo de pantalla, tecnología y región.

La tecnología actualmente dominante en este ámbito es la TFT-LCD, que ofrece buena calidad de imagen, durabilidad y madurez. Y lo que es más importante, es también muy escalable y comparativamente barata si se compara con las alternativas del mercado. Sin embargo, es bidimensional y carece de profundidad a la hora de señalar objetos en la carretera cuando se utiliza como HUD. Más allá de mostrar los DAB y la información del coche, se prevé que los HUD puedan señalar peligros potenciales en la carretera y ayudar más a los conductores mientras conducen. También se conocen como HUD de realidad aumentada (AR-HUD). Debido a este aumento de la inmersión, es importante contar con una tecnología que proporcione profundidad a las imágenes y amplíe el campo de visión (FOV) al tiempo que señala las áreas clave de interés en la carretera.

Hay dos tecnologías que permiten obtener imágenes tridimensionales y que se están experimentando en los HUD: la holografía generada por ordenador (CGH) y las pantallas de campo luminoso (LFD).

A diferencia de las pantallas bidimensionales o estereoscópicas, estas tecnologías 3D proyectan objetos virtuales con verdaderas señales de profundidad. Las pantallas LCD, OLED y microLED son ejemplos de tecnologías 2D que muestran imágenes directamente sobre una superficie plana. A veces, se utilizan para crear una ilusión de imágenes 3D, en la que una imagen 2D se muestra al ojo izquierdo y una imagen ligeramente diferente se muestra al ojo derecho. Es lo que se conoce como efecto de paralaje. Sin embargo, el uso extendido de estas técnicas 2D para mostrar imágenes 3D induce un efecto conocido como conflicto de vergencia-acomodación (VAC). El VAC es la disparidad de distancias entre el objeto virtual y el ojo. Digamos, por ejemplo, que un objeto virtual se muestra a 3 m del ojo, pero éste enfoca naturalmente una pantalla situada a unos centímetros del ojo. Este desfase de distancias provoca incomodidad y náuseas en el usuario, que no puede utilizar estas pantallas estereoscópicas durante demasiado tiempo.

Por ello, varias empresas y grupos de investigación están evaluando el uso de tecnologías de visualización 3D como la holografía y los LFD.

La holografía, en particular, parece estar ganando más atractivo cuando se aplica a los HUD para automóviles, y hay algunas razones notables para este creciente interés.

El primero ya se ha abordado anteriormente y se refiere a su capacidad para proyectar imágenes virtuales con verdaderas señales de profundidad y sin pérdida de resolución. La experiencia del conductor es mucho más cómoda cuando los obstáculos de la carretera se señalan con imágenes que tienen profundidad. De forma muy similar a nuestra visión cotidiana, podemos enfocar y desenfocar objetos virtuales sin problemas, algo que no es fácil de conseguir con las tecnologías 2D. Las distintas señales de profundidad ofrecen una experiencia de conducción más cómoda para el conductor y pueden ser más útiles para señalar los obstáculos de la carretera que, de forma natural, tienen distintas profundidades.

En segundo lugar, la luminosidad es fundamental en los HUD. Es esencial una tecnología de visualización que funcione bien en condiciones ambientales variadas, ya que la información clave debe ser visible en condiciones de mucha luz u oscuridad. El CGH utiliza una fuente de luz coherente, que suele ser un láser. Los láseres son muy brillantes por naturaleza y funcionan bien en una amplia gama de entornos de luz ambiental.

Las empresas especializadas en HUD holográficos se están centrando en dos aspectos clave para competir con la tecnología TFT-LCD dominante: abaratar el coste de estos dispositivos y reducir su factor de forma. En la actualidad, el mayor tamaño y el aumento de los costes hacen que estos dispositivos sólo sean adecuados para los vehículos más grandes y caros, también conocidos como vehículos premium. Para ser más competitivos en este mercado y aprovechar su gran potencial, el coste y los factores de forma deben disminuir.

Aunque la tecnología holográfica se considera adecuada para los HUD de automoción, su calidad de imagen es comparativamente inferior a la de las pantallas LCD y OLED, debido principalmente a un efecto conocido como moteado, lo que significa que requiere una mayor madurez para ser adoptada en otras aplicaciones a largo plazo.

Autor: Dr. Xiaoxi He, Director de Investigación de IDTechEx