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汽車產業 先為元宇宙熱身

文/陳虹燕 TrendForce研究經理 

隨著元宇宙議題發酵,汽車產業是否有相關商機也成為市場關注焦點,接入元宇宙的AR/VR技術已落實於汽車產業各環節,預期元宇宙將推動各項工具技術的快速迭代,有助於目前應用進一步發展。根據TrendForce研究顯示,仿真虛擬技術對開發自動駕駛的效益顯著,認為是元宇宙概念下最直接相關發展領域;此外,AR HUD則讓元宇宙在車內的商機想像力擴大,各界在此積極探索新的商業機會。

一、AR/VR於汽車業的應用

AR/VR裝置與技術為創造元宇宙關鍵之一,因此各種擴增實境、虛擬實境、混合實境等應用可看做是創造元宇宙的開端,從現有應用窺見未來元宇宙在汽車產業的可能發展。汽車產業對虛擬技術的應用已有不少實際案例,散布於汽車各節點中,包括生產、設計、測試、銷售、售後維修、品牌經營。TrendForce針對與消費者相關的銷售、品牌經營作以下分析。

銷售階段方面,由於銷售階段虛擬技術的使用者為消費者,因此以消費者的購車過程為主要場景進行設計,由於疫情阻礙消費者外出看車和試駕機會,使車廠將展間功能搬上網路,打造虛擬展示間 ,可提供360度影像、按需更換顏色、內裝等,但此體驗十分有限,無法複製在展間看到實車的感覺。因此使用混合實境來增加虛擬展示間的用途,例如SKODA提供AR App,消費者可將車輛虛擬放置於真實世界的場景。VR則可運用在消費者到實際展間後,在展間中可提供VR裝置讓消費者體驗不易進行實車路測的陡峭山路、窄小巷道等,又或是高速下車輛穩定性、舒適性,甚至車內機械聲、風聲等感受,如Audi在2017年與ZeroLight合作,消費者在經銷商店面戴上Oculus Rift則可體驗各種光線下待在車內的感覺,以及體驗駕車。

品牌影響力與社群經營方面,為了貼近消費者,尤其是年輕消費者,必須跟著潮流、科技、社會文化而轉變。如Hyundai於2021年9月宣布在Roblox上開發Hyundai Mobility Adventure,提供消費者體驗未來出行移動的生活型態,消費者可創建自己的虛擬角色,體驗Hyundai汽車的新技術、參與城市內的節日與慶典活動、與其他玩家進行互動、進行賽車遊戲等。這些行動的意義並非在於實現元宇宙,更重要的是車廠能否從中獲得價值,無論是品牌認同、技術宣傳、用戶忠誠度或數據獲取。

二、元宇宙在自動駕駛和智慧座艙的發展

(一) 自動駕駛-模擬仿真測試
發展自動駕駛技術過程中,需要不斷進行道路測試確保系統足夠應付各種交通情境,即便是使用眾多車隊不間斷進行路測也依舊費時費力,並有很大機會難以覆蓋特殊、極端、罕見情境,因此運用虛擬環境測試已很常見,Waymo、Cruise、Tesla等皆使用自動駕駛虛擬器做仿真測試,其中Waymo路測累積里程數已超過2,000萬英里,模擬道路測試則已達到200億英里。

Waymo有2個模擬系統,一個是較早啟用的Carcraft,用來訓練新模型、驗證新軟體,可多樣化輸入真實世界的元素,並將測試結果加以分析後,再輸入到模擬系統進行測試,這讓Waymo的道路測試里程快速增加。另一個系統Simulation City則是在2021年7月啟用,主要用來驗證與評估Waymo Driver(自駕系統名稱)表現。由於每個城市環境皆不相同,包括遇到的氣候條件等,因此Simulation City可模擬光線照射在感測器上、雨滴附著於鏡頭上等情況下自動駕駛系統的表現,也能創造出Coner Case(罕見、極端情境)進行測試。

現下提供汽車領域的仿真模擬軟體工具、平台廠商包括Unity、Unreal Engine、Cognata、rFpro、NVIDIA等;其中,DRIVE Sim是基於Omniverse(虛擬協作平台)的自駕車可擴充模擬平台,在2021年秋季GTC大會,提出用於DRIVE Sim的Omniverse Replicator合成資料生成引擎。

合成數據引擎可補充現實數據的不足,進一步縮小與真實世界的差異,合成數據使系統可加入各種細節模擬由各種條件組合而成的現實情況,包括光線、天候、路面髒汙、車輛凹痕、路旁的救護車等,並且要考慮到道路參與者的各種行為,除了有細節數據外,還要確保情境中前後關係的正確性。

合成資料生成引擎還希望能解決另一個問題:使用人工收集數據需大量時間、人力且容易產生錯誤;常見的數據收集方式為派遣大量車隊不斷進行路測,由車上感測器收集道路與駕車數據後,再經由人工進行分類與標記,此過程冗長且需投入大量人力;此外,該引擎還可用來生成不易收集的數據,例如受遮蔽物體、偏離道路中線的影像數據,因要求人類駕駛員收集此數據的危險性高。

(二) 智慧駕駛艙-AR HUD
車內目前與AR有關運用為AR HUD,AR HUD從2021年開始已可在數款車輛上看見,包括Mercedes-Benz S-Class、Volkswagen ID.4、Audi Q4 e-tron,中國汽車品牌如長城WEY、廣汽、紅旗等也有搭載的車款上市。Hyundai在AR HUD的開發也十分積極,純電品牌IONIQ5 2022年式也將搭載AR HUD。

AR HUD除了講求虛像與路景的貼合感外,還要能顯示更多重要資訊減少駕駛人需轉移視線的機會,例如提供比「固定箭頭」更加直觀的「路面動態導航指引虛像」;此外,則是提供ADAS功能相關訊息,例如主動式?距調節巡航系統(ACC)開啟下,顯示與前車的安全距離、碰撞前警示等,資訊的產生梫依賴AR Creator抓取各項資訊進行融合,再依照寫好的UI顯示出來。

目前AR HUD雖已陸續搭載於車上,但幾個改善方向仍不變,包括高熱源、光機體積大、楔形擋風玻璃加工複雜等,在顯示性能則持續追求虛像貼地感、無重影、高解析度、高亮度、高對比等,因此各項技術仍持續發展,包括裸眼3D、雷射掃描、光波導、全息投影等,隨著元宇宙發展技術有望快速提升,廠商更加願意投資的前提下將有助新技術的嘗試與開發。

1.廠商於AR HUD的布局
HUD主流廠商包括日本精機、Continental、Denso、Visteon等,近年因中國車廠對其功能的接受度增加,也造就不少中國廠商投入,包括華陽集團、景澤電子、水晶光電、未來黑科技等,華為也在2021年發表大尺寸AR HUD產品。台灣代表廠商為怡利電子,怡利電子的W-HUD已出貨給中國車廠,並積極開發AR HUD和3D AR HUD。此外,大眾電腦推出的LBS(Laser Beam Scanning)掃描成像方案,主打高亮度和對比,預計2022年第四季~2023年第一季量產出貨,另一家也走LBS方案的廠商為英錡科技。在先進技術布局上,全息投影技術方案商如WayRay、Envisics、Ceres都有AR HUD的開發規劃,Envisics的投資方包括Hyundai、GM與上汽集團等。

2.AR HUD與元宇宙的連結
由於AR技術是創建元宇宙關鍵工具之一,因此採用AR技術的AR HUD成為市場關心重點,因AR HUD提供的資訊量可擴大至車輛外,加上前擋風玻璃是車上最大一塊顯示空間,若都可拿來使用,則有更多元的商業模式等待探索。目前用來顯示車輛資訊、導航指引與ADAS相關訊息的位置仍集中在下視角,上視角空間會出現大量建築物、商店、景點等,若能與即時地圖結合,當車輛靠近某區域時,AR HUD可在地標上方出現虛像,例如顯示商場訊息、優惠資訊、停車空格或停車場位置等,並與車內語音助理和連網功能結合進行購物、餐廳訂位、預定車位等行為。

然而,需注意顯示資訊過多將分散駕駛注意力,資訊量多寡、UI設計、視線與注意力干擾程度等是設計重點,又或透過顯示技術讓非重要資訊如各式廣告僅有副駕駛座能看見,而要見到將整個擋風玻璃和車窗都用來顯示各種遊戲、影片等應用,則要等人類不需擔負開車任務的完全自駕車才有可能實現,車廠仍以安全為最高設計指引。

三、從概念車與未來願景看車用元宇宙的可能性

車業對元宇宙布局可分成兩類觀察方向,一種是已針對性的付諸實際作為,虛擬社群、遊戲、商標註冊與投資新創廠商是車廠較立即與近期的反應。另一種則是透過概念車的規劃窺見其對虛擬化應用的想法,以下TrendForce針對Nissan、Honda及Toyota等車廠提出的概念車進行分析。

Nissan在CES 2019提出的Invisible-to-Visible technology即包含Metaverse概念,透過Nissan Omni-Sensing技術將3D AR影像投影於車內,例如在車內創造晴朗氣候(自駕開啟時)、投影友人的3D影像與乘客作伴,或在經過景點時出現虛擬導遊進行響導。Honda則在CES 2020強調未來移動體驗,從模擬情境中可見,車廂內的車窗皆極大化並皆為顯示器,可與車外商店服務對接後在車窗上顯示購物清單,而乘客的個人娛樂系統將不再為實體顯示器而是虛擬顯示。Toyota Boshuku(豐田紡織)推出概念車MOOX,其所有的內飾皆是為Level 5自動駕駛車輛而設計,車艙能檢測乘客情緒與行為改變場景,並強調透過各種設計強化車內的感官體驗,例如隨著AR影像內容的變化讓座椅震動、發出聲響、空調散發味道刺激嗅覺達到現今元宇宙強調的沉浸式感受。

整體而言,元宇宙首要發揮領域仍以社交、遊戲、辦公為主要場景,汽車做為移動載具,要確保良好通訊品質、龐大運算量與承擔大量能耗的難度會比定點接入元宇宙困難。這些議題同時也是自動駕駛車輛要解決的瓶頸,加上自動駕駛場景下,要在車內進行各種虛擬遊戲或應用的可行性較大,因此兩者預期有相近的實現時程表。

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