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헤드업 디스플레이의 미래를 이끌어갈 증강 현실

차량의 헤드업 디스플레이(HUD) 기술은 앞으로 몇 년 안에 빠르게 도입될 것으로 전망된다. IHS Automotive에 따르면, HUD를 장착한 자동차의 전세계 판매량은 2012 120 대에서 2020 910 대로 늘어날 것으로 예측된다. 이 수치는 소비자가 자신의 기존 차량에 장착하는 애프터마켓 HUD 솔루션은 반영하지 않은 것이다.

개발자 또는 제조업체의 경우, HUD를 차량에 내장하거나(내장형) 애프터마켓 솔루션으로 가져올 때 고려해야 할 사항이 있다. 개발자는 각각의 제품을 설계할 때 시야각(FOV, field-of-view)에서 이미지 품질에 이르기까지 여러 가지 요소를 고려해야 한다.

오토모티브 HUD의 미래를 주도하고 있는 한 가지 중요한 것은 바로 증강 현실(AR)이다. 그렇다면 AR이 정확하게 의미하는 것은 무엇일까? 모두가 AR의 정의에 동의한 것은 아니지만 AR이 오토모티브 디스플레이의 미래에 어떻게 영향을 미치는지 직접 살펴보자.

어느 한 쪽이 실제 현실이라면, 가상현실(VR)은 그 맞은편이고 AR은 양쪽의 사이에 있다. 자동차에서 AR은 운전자의 시선에 컴퓨터 지능을 추가하여, 운전석에 앉아서 바라보는 실제 세계에 디지털 이미지를 오버레이하는 것이다.

다시 말해, AR HUD는 자동차 앞 유리에서 운전자의 시선을 전방의 도로에 집중시키는 동시에 속도 및 도로의 위험성과 같은 모든 관련 데이터를 표시하기 위한 구심점이 되도록 한다. 어떤 데이터를 어느 시점에 표시해야 할지에 대한 연구가 진행되고 있는데, AR HUD를 설계할 때는 여러 가지 기술적인 요소를 고려해야 한다.

 

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시야각(FOV)과 가상 이미지 거리
시야각(FOV)은 운전자가 보는 이미지 크기에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 특히 AR HUD, HUD 솔루션에서 가장 중요한 요소다. 현재 TI DLP® 기술을 사용한 가장 넓은 시야각은 최대 12도이며, 지금까지 업계에서 가능했던 것의 두 배에 달한다.
가상 이미지 거리(virtual image distance)는 이미지의 투영 거리 및 운전자의 전방 시선에서 이미지가 얼마나 멀리 떠오르는지를 결정한다. 이 거리는, 속도가 높아질수록, 특히 도로의 위험성과 같은 것을 미리 알려야 할 때 중요해진다. DLP 칩을 사용한 현재의 HUD 디자인은 운전자 전방 2~20미터에 나타나는 것을 이미지로 표시할 수 있다.

이미지 품질
이미지 품질이 반드시 고해상도와 일치하지는 않는다는 점을 유의해야 한다. 이미지 품질은 이미지 재생 속도, 색의 심도, 밝기와 같은 다양한 변수를 포함한다. 영화관 같은 장소와 달리 자동차 HUD는 무질서하고 예측하기 어려운 실외 자동차 환경에서 이미지 품질의 제어가 매우 까다롭다. 낮부터 밤까지 빛 조건이 다양하게 변화하는 것은 자동차 AR HUD 솔루션이 다양한 주행 조건에서 깊고 정확한 색상과 일관되게 높은 명암비를 유지해야 함을 의미한다.

예를 들어, TI의 DLP3000-Q1 오토모티브 인증 칩셋은 DLP 0.3인치 WVGA 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)와 DLPC120 디지털 컨트롤러로 구성되어 있고, 40만 개의 고속 스위칭 프로그래머블 마이크로미러를 갖추고 있어 마이크로초 대의 높은 재생 속도와 향상된 이미지 품질을 제공한다. 또한 DLP 기술은 어떠한 광원과도 호환되므로 전통적인 백열등이나 할로겐 조명에서부터 LED 또는 심지어 레이저에 이르기까지 모든 광원을 사용할 수 있는 유연성을 제공한다.

개발 옵션
대부분의 자동차 AR HUD 솔루션은 개발자가 특정한 제품 및 소비자의 요구를 충족하기 위한 솔루션과 협력을 해야 한다. 앞서 설명한 것처럼, 일반적인 HUD 솔루션은 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)과 향상된 주행 경험을 가져오는 기타 부품을 통합한 솔루션의 일부분이다.

TI는 오랜 세월에 걸쳐 개발자 및 TI Design Network의 파트너사와 협력했고, 고객이 TI의 광범위한 반도체 솔루션의 포트폴리오를 활용하여 제품과 서비스를 개발하도록 돕고 있다.

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