沉浸式座艙體驗(yàn)

當(dāng)前，很多汽車廠商都在宣稱自己的車子提供沉浸式的座艙體驗(yàn)。那么，到底什么是沉浸式座艙呢？綜合而言，沉浸式座艙就是將先進(jìn)的科技與人文自然進(jìn)行融合，用色、形、字、動(dòng)、音等不同的感官體驗(yàn)讓人們覺(jué)得座艙不再局促，而是和大自然，和影視內(nèi)容融為一體。

從硬件創(chuàng)新層面來(lái)看，沉浸式座艙體驗(yàn)有三大抓手，分別是多模態(tài)交互、沉浸式多媒體以及一體化智能座艙功能控制。本文我們將重點(diǎn)圍繞沉浸式多媒體技術(shù)進(jìn)行展開(kāi)，挖掘其中的技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新，并為大家推薦貿(mào)澤電子上可用于打造沉浸式座艙的元器件。

沉浸式座艙塑造“第三空間”

智能座艙目前已經(jīng)成為汽車行業(yè)發(fā)展的核心配套。2022年初，IHS Markit在發(fā)布相關(guān)調(diào)研報(bào)告時(shí)指出，2021年智能座艙已經(jīng)成為中國(guó)消費(fèi)者購(gòu)買汽車時(shí)考慮的第二大因素，重要性僅次于功能安全，HUD、語(yǔ)音交互/VPA、人臉識(shí)別、手勢(shì)控制、體征監(jiān)測(cè)等功能都已經(jīng)逐漸成為用戶購(gòu)車的剛需。

全球智能座艙市場(chǎng)趨勢(shì)分析

在供需兩方的推動(dòng)下，全球智能座艙市場(chǎng)高速發(fā)展，IHS Markit數(shù)據(jù)顯示，2020年全球智能座艙市場(chǎng)規(guī)模為360億美元，到2030年預(yù)計(jì)將達(dá)到681億美元，期間的年復(fù)合增長(zhǎng)率為6.58%。

圖1：全球智能座艙市場(chǎng)規(guī)模

（數(shù)據(jù)來(lái)源：IHS Markit）

為了迎合消費(fèi)者購(gòu)車的需求，汽車產(chǎn)業(yè)鏈在智能座艙領(lǐng)域進(jìn)行了大量的創(chuàng)新，并圍繞個(gè)性化、數(shù)字化、沉浸式三方面打造更具賣點(diǎn)的智能座艙。與個(gè)性化、數(shù)字化不同，沉浸式并不和某一項(xiàng)功能掛鉤，而是要通過(guò)整個(gè)座艙系統(tǒng)去呈現(xiàn)。為了打造沉浸式座艙系統(tǒng)，方案商提供了各種創(chuàng)新技術(shù)，以增強(qiáng)駕乘、娛樂(lè)和休閑新體驗(yàn)。

當(dāng)前，多媒體創(chuàng)新已經(jīng)成為整車廠競(jìng)爭(zhēng)的核心戰(zhàn)場(chǎng)。正如文章開(kāi)篇提到的，車廠及配套產(chǎn)業(yè)鏈在色、形、字、動(dòng)、音等感官體驗(yàn)方面下足了功夫。當(dāng)然，沉浸式多媒體技術(shù)也是一個(gè)籠統(tǒng)的概念，具體可以分解為沉浸式顯示、立體音效以及座椅、燈光等配套。

沉浸式顯示

在沉浸式顯示方面，當(dāng)前比較主流的方式是沉浸式大屏，主要的表現(xiàn)形式包括多聯(lián)屏、中控大屏以及副駕巨幕和后座大屏等。在屏顯方面，車廠為了達(dá)到沉浸式體驗(yàn)，盡其所能地放大了屏幕的尺寸。不過(guò)，隨著更新技術(shù)的涌入，如果單純搭載幾塊大尺寸屏幕已經(jīng)很難再稱得上是沉浸式座艙，這些創(chuàng)新顯示技術(shù)包括VR/AR、穹頂投影技術(shù)等。

以蔚來(lái)汽車為例，為了增強(qiáng)座艙內(nèi)的沉浸式觀影體驗(yàn)，蔚來(lái)發(fā)布了一款車載AR眼鏡——Nreal Air AR眼鏡。用戶佩戴上這幅AR眼鏡之后，可以在座艙內(nèi)感受130英寸巨幕、256色環(huán)境照明以及7.1.4沉浸式立體聲等，絕對(duì)稱得上是車載3D移動(dòng)影院。

立體音效

在立體音效方面，目前汽車座艙的聲場(chǎng)已經(jīng)從二維全面升級(jí)到了三維。從整個(gè)行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)來(lái)看，車廠打造座艙立體聲效比較趨同的手段是品牌音響加上數(shù)量眾多的揚(yáng)聲器。現(xiàn)階段，已經(jīng)有品牌汽車在智能座艙內(nèi)搭載了近30個(gè)揚(yáng)聲器，最多支持超過(guò)20個(gè)通道功放。除了立體化聲場(chǎng)，智能座艙在音效方面的下一步發(fā)展是對(duì)聲音進(jìn)行精細(xì)化管控，實(shí)現(xiàn)定向發(fā)聲和獨(dú)立音區(qū)，打造不同座位之間具有差異化的沉浸式體驗(yàn)。

2022年，小鵬G9上的5D音樂(lè)座艙引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注，全車28個(gè)聲學(xué)單元，以音樂(lè)廳的建筑聲學(xué)為標(biāo)桿，噪聲控制在了35dB以內(nèi)，提供全場(chǎng)景5D音效，拔高了現(xiàn)階段車載音響的水平。

座椅、燈光等配套

在座椅、燈光等配套方面，2022年主打移動(dòng)影院效果的汽車品牌，已經(jīng)將座椅作為電影播放效果的一部分，座椅能夠配合電影特效進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)，各大車廠在氛圍燈數(shù)量上進(jìn)行競(jìng)賽，部分品牌車子的座艙內(nèi)氛圍燈達(dá)到數(shù)十處，且都支持10色可調(diào)，提升座艙的舒適體驗(yàn)。

面向未來(lái)，沉浸式座艙的下一步發(fā)展是場(chǎng)景化創(chuàng)新，也就是說(shuō)這些沉浸式多媒體技術(shù)將不再是單單服務(wù)于影音娛樂(lè)，對(duì)于游戲、移動(dòng)辦公、視頻會(huì)議、休閑舒適等新場(chǎng)景會(huì)逐漸覆蓋，最終的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)各種多媒體技術(shù)的全場(chǎng)景支持。

在此過(guò)程中，智能座艙在沉浸式體驗(yàn)方面將更加注重3D立體和類人化，裸眼3D和VR/AR將成為廠商布局的重點(diǎn)。目前，我們已經(jīng)看到有車廠在嘗試做VR/AR設(shè)備和座艙的結(jié)合，這種新的顯示技術(shù)可以讓內(nèi)容顯示突破座艙的物理空間限制。業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)是，未來(lái)AR/VR和全息顯示等新型顯示技術(shù)將成為智能座艙探索新的方向。并且，這些創(chuàng)新技術(shù)不僅僅是為了增強(qiáng)顯示，同時(shí)也會(huì)注重交互體驗(yàn)的提升，讓智能座艙的交互更加簡(jiǎn)單和高效，進(jìn)一步增強(qiáng)沉浸式體驗(yàn)。

上述所有這些技術(shù)創(chuàng)新都只有一個(gè)目的，那就是將汽車座艙打造成為人們生活中的“第三空間”。

因此，智能座艙的高階形態(tài)是不斷追求更加完美的沉浸式體現(xiàn)，不斷實(shí)現(xiàn)信息、娛樂(lè)、互聯(lián)等功能全面深度的融合，讓座艙成為家居和辦公場(chǎng)景之外的有效延伸，這便是“第三空間”的價(jià)值所在。

當(dāng)然，在推進(jìn)智能座艙技術(shù)創(chuàng)新的過(guò)程中，離不開(kāi)各種前沿元器件的支持。貿(mào)澤電子作為半導(dǎo)體和電子元器件行業(yè)的全球分銷商，為廣大開(kāi)發(fā)者提供數(shù)百萬(wàn)種元器件支持，讓大家的智能座艙創(chuàng)新沒(méi)有硬件掣肘。接下來(lái)，我們就為大家推薦幾款貿(mào)澤電子在售的，可用于沉浸式智能座艙打造的優(yōu)秀元器件。

可輕松實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量音頻的

4通道語(yǔ)音合成LSI

如上所述，在沉浸式多媒體技術(shù)中，音頻是其中重要一項(xiàng)。當(dāng)前，很多汽車品牌更是將音樂(lè)座艙作為核心賣點(diǎn)來(lái)宣傳。因此，如果能夠輕松實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量音頻，那么就可以將車子上的音響、揚(yáng)聲器等硬件的性能發(fā)揮到最大。我們?yōu)榇蠹彝扑]的第一款器件便是一款4通道混合語(yǔ)音合成LSI，來(lái)自制造商ROHM Semiconductor（簡(jiǎn)稱ROHM），貿(mào)澤電子官網(wǎng)上該器件的料號(hào)為ML22530TBZ0BX。

圖2：ML22530TBZ0BX

（圖源：貿(mào)澤電子）

ML22530TBZ0BX是ROHMLAPIS ML22530 4通道語(yǔ)音合成LSI中的一款器件，是符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的音頻IC。ML22530采用HQ-ADPCM壓縮技術(shù)，提供16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）、低通濾波器、1.0W單聲道揚(yáng)聲器放大器等豐富配置，還集成了串行閃存接口，該接口最多支持128MB串行閃存，從而實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的播放時(shí)間。通過(guò)這些領(lǐng)先的性能，開(kāi)發(fā)人員可以借助ML22530 4通道語(yǔ)音合成LSI輕松地為幾乎任何應(yīng)用添加高質(zhì)量的語(yǔ)音功能。

圖3：ML22530 4通道語(yǔ)音合成LSI典型應(yīng)用電路（圖源：ROHM）

此外，ML22530 4通道語(yǔ)音合成LSI還提供故障檢測(cè)功能，包括內(nèi)置有播放音異常檢測(cè)、揚(yáng)聲器引腳短路檢測(cè)和高溫異常檢測(cè)等車載應(yīng)用所需的功能，進(jìn)一步保障了高質(zhì)量音頻的輸出質(zhì)量。除了可用于汽車電子產(chǎn)品，ML22530 4通道語(yǔ)音合成LSI還可用于家用電子設(shè)備、消費(fèi)類和工業(yè)電子產(chǎn)品以及游戲和玩具等領(lǐng)域。

可用于車內(nèi)燈光控制的LED驅(qū)動(dòng)器

在打造沉浸式智能座艙的過(guò)程中，幾乎所有車企都會(huì)借助座艙燈管這一功能，能夠?yàn)槌两襟w驗(yàn)帶來(lái)事半功倍的效果。下一步，智能座艙將開(kāi)始專注于場(chǎng)景化創(chuàng)新，對(duì)于燈光的控制有著更高的要求。下面，我們就為大家介紹兩款可用于車內(nèi)燈光控制的LED驅(qū)動(dòng)器，來(lái)自制造商ROHM，貿(mào)澤電子官網(wǎng)上這兩款器件的料號(hào)分別為BD18337EFV-ME2和BD18347EFV-ME2。

圖4：BD18337EFV-ME2和BD18347EFV-ME2

（圖源：貿(mào)澤電子）

這兩款LED驅(qū)動(dòng)器均符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)（1級(jí)），可用于汽車LED車內(nèi)燈，比如空調(diào)燈、儀表板燈、內(nèi)部照明等；也可用于汽車LED外燈，比如尾燈、牌照燈、DRL和位置燈、霧燈等。

圖5：BD18337EFV-ME2和BD18347EFV-ME2應(yīng)用電路（圖源：ROHM）

在產(chǎn)品性能方面，這兩款LED驅(qū)動(dòng)器是40V、150mA、4通道、恒流驅(qū)動(dòng)器，采用HTSSOP-B16封裝，均集成了能量共享控制以及LED開(kāi)路檢測(cè)、OUTx引腳短路保護(hù)、過(guò)壓靜音和熱關(guān)斷等功能。

同時(shí)，兩款器件都提供PWM調(diào)光功能和許可證燈模式。在LED配置方面，BD18337EFV-M設(shè)計(jì)用于OUTx引腳串聯(lián)有3個(gè)LED的應(yīng)用，可用于3個(gè)串聯(lián)，4個(gè)并聯(lián)；BD18347EFV-M設(shè)計(jì)用于OUTx引腳串聯(lián)有2個(gè)LED的應(yīng)用，支持2個(gè)串聯(lián)，4個(gè)并聯(lián)。

圖6：BD18337EFV-ME2和BD18347EFV-ME2系統(tǒng)框圖（圖源：ROHM）

同時(shí)，大家還可以借助ROHM提供的設(shè)計(jì)模型，從而顯著縮短應(yīng)用開(kāi)發(fā)周期。

超低功耗的16位MCU

未來(lái)智能座艙的發(fā)展是場(chǎng)景化的，各個(gè)功能單元將根據(jù)場(chǎng)景的需求進(jìn)行啟動(dòng)和休眠，然而眾多的功能單元還是給汽車系統(tǒng)供電帶來(lái)了壓力。并且，隨著功能的豐富，數(shù)字智能座艙的功耗會(huì)越來(lái)越大。在此，我們?yōu)榇蠹彝扑]一款非常適合打造超低功耗智能座艙應(yīng)用的MCU，來(lái)自制造商Microchip，貿(mào)澤電子官網(wǎng)上該器件的料號(hào)為PIC24FJ64GP202-I/SO。

圖7：PIC24FJ GL 16位MCU

（圖源：貿(mào)澤電子）

PIC24FJ64GP202-I/SO屬于PIC24FJ GL 16位MCU中的一款，是超低功耗MCU，設(shè)計(jì)用于開(kāi)發(fā)各種創(chuàng)新應(yīng)用（帶有或不帶顯示屏）。這些MCU符合AEC Q100 1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，工作溫度范圍為-40℃至+125℃，非常適合用于汽車應(yīng)用，包括打造座艙內(nèi)人機(jī)接口、娛樂(lè)單元等。

在產(chǎn)品性能方面，這些MCU集成了多功能片上分段式LCD控制器，可輕松將顯示器集成到低功耗應(yīng)用中；支持低功耗模式和保持休眠功能，同時(shí)在低功耗模式下還能夠支持片上實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷（RTCC）的連續(xù)運(yùn)行；具有硬件安全特性，還可將安全性和CryptoAuthentication器件共同集成到安全應(yīng)用中；提供10/12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、低輸入電壓升壓等高級(jí)集成模擬，以及可配置邏輯單元（CLC）、多捕捉/比較/PWM (MCCP)等獨(dú)立于內(nèi)核的外設(shè)，進(jìn)一步豐富了產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景。

圖8：PIC24FJ GL 16位MCU系統(tǒng)框圖

（圖源：Microchip）

從傳統(tǒng)大屏走向沉浸式座艙

當(dāng)前，智能座艙已經(jīng)完成了從物理按鍵向大屏的過(guò)渡，并通過(guò)一芯多屏的方式將座艙融為一體。接下來(lái)，智能座艙將從平面智能走向沉浸式智能，借助裸眼3D和VR/AR等創(chuàng)新技術(shù)提供全通透、全聯(lián)接的座艙體驗(yàn)，在視頻、通話、游戲等環(huán)節(jié)增加座艙的層次感。貿(mào)澤電子始終致力于為廣大工程師朋友提供前沿的電子元器件新品，它們都是打造沉浸式座艙的行業(yè)利器。

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