Head Up Display en los coches: ¿Útil o inútil?

15.01.2016 | 09:56
Head Up Display en los coches: ¿Útil o inútil?
Head Up Display en los coches: ¿Útil o inútil?

¿Cuántos tipos existen, cómo funcionan y hasta qué punto resultan útiles los actuales Head Up Displays a la hora de conducir? Los examinamos y te damos nuestra opinión.

El término HUD, del inglés Head Up Display, hace referencia a aquellas tecnologías de proyección que pretenden minimizar tanto el tiempo que el conductor pasa consultando información en la instrumentación –y, por lo tanto, sin mirar a la carretera– como la fatiga visual derivada de enfocar alternativamente a un punto situado en el infinito –el horizonte– y a uno situado a unos 45 cm de distancia –la instrumentación–.

Tal y como te dicta la intuición –y nos ha sugerido el cine en incontables ocasiones–, los primeros sistemas Head Up Display se emplearon a bordo de aviones de combate. Fue durante la Segunda Guerra Mundial cuando los británicos trataron de utilizar pequeños espejos para mostrar la señal de unos primeros radares, muy rudimentarios, dentro del campo visual del piloto, de forma que no tuviera que subir y bajar la cabeza continuamente mientras trataba de localizar, en mitad de la noche, a los bombarderos alemanes.

Más tarde, durante la guerra fría, el empleo de HUDs en los aviones de combate se fue generalizando. Aunque probablemente fue en 1986 cuando estos dispositivos se convirtieron en sinónimo de la máxima sofisticación técnica, gracias a la película Top Gun. Dos años después, General Motors ofrecería el primer HUD de la historia. Fue opcionalmente, a bordo del Oldsmobile Cutlass Supreme. La idea era buena, pero la ejecución resultaba bastante mediocre. Y es que, por desgracia, si pretendes utilizar el parabrisas como ´combinador´ –así se denomina el medio sobre el que se proyecta la iconografía de un HUD– tienes que superar una serie de obstáculos sutiles, pero relevantes.

El más sencillo de todos tiene que ver con eso de que la información parezca ´flotar´ en el espacio, como si los números ´levitaran´ a la altura de los ojos del conductor y unos metros por delante del coche. Se trata de un efecto óptico que se consigue mediante un espejo especial llamado colimador y que cuenta con la habilidad de modificar el paralelismo de los rayos de luz que inciden sobre él. Como consecuencia, el ojo no los percibe como procedentes del parabrisas, sino de un punto más alejado –los estudios sugieren que el mínimo tiempo de reacción se alcanza cuando la información proyectada parece flotar unos 2,5 metros por delante del morro del coche–. Si ya estás mirando al horizonte –o estás con la vista clavada en el coche que circula delante de ti–, tu ojo no tiene que hacer nada para que los caracteres del HUD se enfoquen correctamente sobre la retina. Gracias a esto, se reduce el estrés visual.

Después, está el problema de la cantidad de luz necesaria. Un HUD debe ser perfectamente visible incluso en situaciones de fuerte contraluz, como por ejemplo cuando tiene que competir contra el sol. Eso requiere proyectar sobre una superficie de proyección –el parabrisas– que es, por ley, esencialmente transparente –debe dejar pasar el 75% de la luz incidente– una iconografía que brille con una intensidad notable. Y como sólo una pequeña fracción de la luz proyectada es reflejada hacia los ojos del conductor, para que la iconografía brille con fuerza se necesita emplear un proyector muy potente... que también debe de ser muy pequeño y generar poco calor porque va montado en un lugar intrínsecamente angosto y mal ventilado como es la capilla de la instrumentación.

NO ES TAN AERONÁUTICO COMO PARECE


Puede que estén inspirados en el mundo aeronáutico, pero los HUD automotrices se parecen poco a los que podemos encontrar en un avión comercial o de combate. La principal diferencia es la 'conformidad': en un HUD aeronáutico existe una correspondencia más o menos exacta entre lo que aparece dibujado en él y el mundo real. Este concepto, denominado 'realidad aumentada', hace que sea posible disparar un misil, apuntar con el cañón de a bordo o aterrizar sin visibilidad utilizando la información que muestra el HUD. 

Pero, para ofrecer conformidad utilizando como combinador el parabrisas, el HUD debe de ser capaz de proyectar información sobre una superficie mucho mayor del parabrisas. Y de hecho, ésta ha sido la razón por la la aeronaútica militar moderna ha desechado los sistemas HUD. En su lugar, la actual generación de cazas emplea cascos que proyectan la información ante los ojos del piloto –Helmet Mounted Displays–, una solución que proporciona casi 360 grados de conformidad.  

Finalmente, está el hecho de que un parabrisas está compuesto por dos láminas de cristal con una lámina plástica –de un polímero llamado PVB o polivinilbutiral– intercalada. Cada vez que la luz del HUD atraviesa una superficie, una parte se refleja, de forma que hace falta un parabrisas especial para evitar que el conductor vea tres imágenes idénticas más o menos superpuestas –un desagradable efecto denominado ghosting y que echa por tierra la nitidez de la imagen–. Existen diversas formas de suprimir este efecto, aunque la más radical de todas es la empleada por BMW para el que podemos considerar el primer HUD ´serio´ de la historia –lo estrenó el BMW Serie 5 de 2003 y empleaba un proyector firmado por Nippon Seiki y un parabrisas de Sekurit Saint Gobain–. Consiste en variar el espesor de la lámina de PVB intercalada entre las dos hojas de cristal. Así, el espesor de la lámina plástica de uno de estos parabrisas mengua progresivamente, pasando de tener 1 milímetro en la parte superior del parabrisas a 8 décimas de milímetro en la base. Este truco no evita que se sigan formando tres imágenes... pero consigue que, desde la perspectiva del conductor, éstas se superpongan perfectamente. Así, se suprime el ghosting al tiempo que se multiplica casi por tres el brillo percibido por el conductor.

Como alternativa al empleo de un parabrisas especial, la americana Jhonson Controls desarrolló un sistema que utiliza como combinador una pequeña ventanita abatible de plástico. Bautizado con el eufemístico nombre de Head Medium Display, se trata de una solución que cuesta la tercera parte que un HUD. Lo empleó por primera vez, en 2009, el Peugeot 5008... y se está volviendo cada vez más habitual. Lógicamente, debido a las reducidas dimensiones del combinador, al hecho de que este no se encuentra dentro del campo visual del conductor y al empleo de un único color, los HDM no ofrecen tantas ventajas como un HUD, funcionando más bien como una especie de instrumentación elevada. Aunque el sistema de Jhonson Controls emplea un colimador, la imagen virtual parece flotar a 1,8 metros de distancia del conductor y requiere cierta adaptación por parte del ojo para enfocar los caracteres.

Por último, existe una tecnología que está comenzando a dar sus primeros pasos y que sustituirá antes o después a los actuales HUD, basados en TFT. Se trata de la proyección holográfica. El primero de estos sistemas lo han desarrollado Alps –compañía de electrónica más conocida por su filial de car audio Alpine– y la británica 2TP, y se ha comercializado por primera vez en el Jaguar XEactualmente, está disponible en modelos de Jaguar y Land Rover–. Frente al sistema convencional, la proyección holográfica ofrece imágenes más nítidas... a partir de una tecnología más compacta y con un menor consumo de potencia –lo cual reduce las necesidades de refrigeración–. La clave del sistema reside en un chip dotado de unos píxeles que son capaces de alterar la fase de la luz incidente. Actualmente existen varias formas asequibles de fabricar un chip de este tipo, aunque las dos más interesantes son la tecnología LCOS –Liquid Cristal on Silicon–, utilizada por 2TP y los chips de microespejos –MMD o Micro Mirror Device– con los que está experimentando Continental –y que son un poco más caros–. Cuando se iluminan con la luz coherente –compuesta por fotones idénticos– que produce un láser, estos chips son capaces concentrar toda la luz que reflejan en un solo punto. Es decir, un chip holográfico es capaz, literalmente, de curvar la luz láser. Eso significa que un chip holográfico emplea casi toda la luz generada por la fuente luminosa del proyector para dibujar, sobre el combinador, cada píxel de la imagen –por contra, en el sistema convencional, LED-TFT, basado en un chip con píxeles de cristal líquido cuya transparencia se regula individualmente, sólo se aprovecha una pequeña fracción de la luz generada–. Eso permite fabricar un sistema más compacto y barato –2TP asegura que su sistema cabe incluso en el interior de un retrovisor–. Además, como un proyector holográfico elige el punto exacto del espacio donde pinta cada píxel, en un futuro será posible mostrar infografías en tres dimensiones.

Desde el punto de vista funcional, existe algo parecido a un salto cuántico entre los sistemas HUD ofrecidos por Audi, BMW y Mercedes... y los del resto de fabricantes –Cadillac dispone de un HUD en color bastante bueno... pero sus modelos cuentan con cifras de ventas testimoniales en España–. Los sistemas de los fabricantes alemanes tienen un área de proyección más grande, ofrecen más información y cuentan con mejor calidad de imagen. De momento, el HUD holográfico de Jaguar ofrece más brillo y contraste que el sistema ´convencional´, pero la apariencia de sus grafías no es tan elegante, y está bastante por detrás en cuanto a cantidad de información si se le compara con el más sofisticado de los disponibles en la actualidad, el del nuevo BMW Serie 7.

Desde el punto de vista práctico, es evidente que estos sistemas reducen el tiempo que se deja de prestar atención a la carretera para, por ejemplo, comprobar el velocímetro. Con un HUD, el ojo no tiene que esforzarse tanto en enfocar y la vista debe desviarse unos 15 grados menos. Existen numerosos estudios al respecto, y todos llegan a conclusiones más o menos parecidas: los sistemas HUD incrementan el tiempo que el conductor pasa mirando a la carretera, reducen las fluctuaciones en la velocidad del vehículo –porque el conductor es más consciente de la velocidad a la que circula–, reducen el tiempo de reacción cuando se trata de reaccionar frente a sucesos imprevistos –como alertas de sistemas de asistencia al conductor, como los detectores de peatones o avisadores de distancia de seguridad– y mejoran la concentración cuando se trata de comprender instrucciones complicadas del sistema de navegación.

Obviamente, la cuestión de si resultan útiles o inútiles requiere realizar un juicio de valor... e introducir el tema del precio. Nuestra experiencia de conducción es que, de entrada, un Head Up Display puede considerarse un equipamiento de confort. Gracias a él, cuesta menos esfuerzo consultar datos como la velocidad a la que circulas. Y como toda la información que se muestra en un Head Up Display suele ser perfectamente legible y estar escrita en el formato más sencillo posible, este beneficio resulta tanto más evidente cuanto más escondida está la información que quieres averiguar. Así, por ejemplo, resulta mucho menos estresante regular parámetros como la velocidad y distancia de seguridad del control de crucero adaptativo cuando puedes ver en el HUD qué estás haciendo. Y cuando se trata de indicaciones que normalmente aparecen en la consola central, este beneficio es perfectamente evidente: un Head Up Display es una ayuda inestimable a la hora de comprender las indicaciones más complejas del navegador –porque permite seguir conduciendo mientras descifras el jeroglífico repleto de carriles que se está proponiendo– o encontrar, en los 20 Gb de disco duro lleno de música, esa canción que buscas.

Por desgracia, los fabricantes son extremadamente prudentes a la hora de decidir qué información muestran en sus sistemas HUD, y eso limita terriblemente su utilidad práctica. Diríamos que BMW es una excepción, ahora que muestra en su HUD información relacionada con el sistema de infoentretenimiento –ha tardado 10 largos años en decidirse a hacerlo–, pero que disponer de información sobre la marcha en la que circulamos, así como de un avisador de cambio de marcha sea un priviliegio reservado a los propietarios de un modelo M –los únicos que disponen de HUD con ´Modo M´– es de una tacañería realmente criticable... Afortunadamente, los HUD de Jaguar, Land Rover y Volvo sí que proporcionan esta información.

Como puedes suponer, no estamos hablando de un sistema asequible. Actualmente, casi todos los HUDson opcionales y cuestan alrededor de 1.600 euros, mientras que los HMD piden entre 300 y 500 euros –marcas como Mazda lo ofrecen de serie en algunos acabados–. Teniendo en cuenta que sólo los HUD proporcionan ventajas apreciables en cuanto a fatiga visual, y que sólo las indicaciones del navegador y las relacionadas con sistemas de asistencia al conductor se benefician realmente de la reducción en materia de tiempo de reacción, podríamos atrevernos a concluir que, en la actualidad, los sistemas Head Up Display están lejos de resultar un equipamiento imprescindible salvo para quienes hagan uso intensivo del navegador. Es decir, en esencia, son artículos de lujo.

En cuanto al futuro, el panorama es muy prometedor. Por ejemplo, Continental ya ha anunciado que lanzará su primer sistema HUD holográfico a lo largo de 2016 y que, gracias a que contará con un área de proyección mucho más grande, será capaz de incorporar, por fin, las primeras funciones de realidad aumentada –ofrecerá conformidad–, con lo que estos sistemas comenzarán a parecerse a sus parientes aeronáuticos... y a resultar realmente útiles, proporcionando al conductor información que de otra forma sencillamente no tendría tiempo de asimilar en condiciones de seguridad.

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