헤드업 디스플레이는 진화할까, 아니면 퇴보할까? 한편에서는 무용론이 등장하기도 하고 한편에서는 3D 디스플레이 개발에 관한 소식도 들린다. 그런데 처음 등장했을 때 마냥 신기하기만 했던 것과는 달리 요즘 타고 다니는 자동차나, 시승차에서 헤드업 디스플레이에 관심이 없어지는 것을 보고 놀란다. 풀 컬러 고해상도 디지털 화면이라는 자료를 그저 무의식적으로 정리는 하고 있지만 과연 일마나 필요한 장비일까에 대한 고민은 하지 않았던 것 같다. 그런데 최근 앞 유리 전체에 투사하는 헤드업 디스플레이 개발에 관한 소식이 들려 오고 있다.

글 / 채영석 (글로벌오토뉴스 국장)

20세기부터 자동차회사들은 운전자의 눈동자 이동에 대해 많은 관심을 가져왔다. 센터페시아의 내비게이션 모니터를 매립형으로 하느냐 팝업 타입으로 하느냐부터 아우디 버추얼 콕핏처럼 스티어링 휠 뒤 계기판에 모든 정보를 표시하는 것이 더 좋다는 의견까지 다양하다. 푸조는 아예 스티어링 휠 림 위쪽에 계기판이 보이도록 설계하고 있다. 자동차회사들은 그에 대해 한결같이 시선 이동이 적어 안전 운전에 도움이 된다는 논리를 동원하고 있다. 그러나 정작 일상 생활에서 그것이 얼마나 영향을 미치고 있는지에 대한 피드백 자료는 없는 것 같다.

어찌 보면 헤드업 디스플레이는 자율주행시대가 되면 운전자가 전방을 주시할 필요가 없어지기 때문에 존재가치가 없어질 수도 있다고 생각할 수도 있다. 하지만 새로운 사고방식에 의한 차세대 헤드업 디스플레이가 개발되고 있다. 그 이야기는 자동차회사들이 헤드업 디스플레이가 필요한 장비라는 생각에는 변함이 없다는 것이다.

헤드업 디스플레이는 전투기에 최초로 적용된 장비로 전면의 투명한 창에 정보를 반사시켜 보여 주는 디스플레이를 말한다. 전투기처럼 빠른 속도로 이동할 때는 필수적일 수도 있겠다는 생각은 할 수 있다.

그것을 자동차에 처음 도입한 것은 GM으로 1988년 올즈모빌 커틀라스 수프림에 처음 적용됐다. 10년 뒤에는 쉐보레 콜벳 C5에 컬러 헤드업 디스플레이가 세계 최초로 채용됐다.

헤드업 디스플레이가 주목을 끌기 시작한 것은 21세기 초였다. 토요타가 2001년, BMW가 2003년 채용하기 시작했고 2010년을 전후로 그 적용 범위를 넓혀 지금은 어지간한 모델에는 옵션으로 대부분 설정되어 있다. 한 발 더 나아가 나이트 비전으로 발전했고 최근에는 윈드 실드 전체를 모니터로 사용하려는 기술 개발이 진행되고 있다. 아직까지 실차에 적용되지는 않았지만 자동차회사들은 이 부문에도 적지 않은 투자를 하고 있다. 물론 소비자가 직접 구입할 수 있는 휴대용도 있다.

일반적으로 옵션으로 장착되어 나온 것들은 별도의 별도의 투명창이 있는 컴바이너형과 전면 유리창에 반사시키는 윈드실드 타입이 있다.

앞 유리 전체에 일러스트를 표시한다

최근 헤드업 디스플레이에 관한 뉴스 중 주목을 끈 것은 3D 헤드업 디스플레이다. 현대자동차도 주행상황에 맞게 실제 도로 위헤 3차원 가상 정보를 접목하는 증강 현실 헤드업 디스플레이를 개발하고 있다. 내비게이션 정보를 지도가 아닌 실제 도로 위에 띄워 주기 때문에 더 쉽게 길을 찾을 수 있다는 설명이다. 또한 충돌 방지 등 ADAS 기능의 실행 여부를 비롯해 악천후시 차선과 보행자 정보도 제공할 수 있게 하는 것이 목표라고 한다.

탑승객이 직접 3D영화를 스트리밍할 수 있는 재규어랜드로버의 차세대 3D 헤드업 디스플레이도 주목을 끈다. 차선 이탈과 위험 감지, 내비게이션 정보 등 안전 경고를 투사하고 악천후 또는 조명 조건에서 가시성이 떨어지는 영향을 줄일 수 있다. AR(증강 현실)은 메시지를 직접 매핑함으로써 이미지를 더욱 확실하게 보여 준다.

독일에서 실시된 연구에 따르면 자동차 환경에서 입체 3D디스플레이를 사용하면 위급시 차량으로부터의 명령에 대한 반응 시간이 향상되고 운전 중 정보의 확인 및 판단력이 증가한다고 한다. 이 혁신적인 기술로 탑승자는 차 안에서 3D 영화를 즐길 수 있으며 동승자들은 주행 루트의 세부 사항, 관심 지점, 또는 영화를 포함해 자신이 선택한 미디어를 각각 즐길 수 있다.

캠브리지 대학의 고급 광전자 및 전자센터(CAPE)와의 파트너십을 통해 수행된 이 연구는 실제 경험과 밀접하게 어울리는 몰입형 헤드업 디스플레이에 중점을 두고 개발하고 있다. 미래의 자율주행차 시대를 대비해 실시되고 있는 이 연구는 3D 엔터테인먼트를 제공할 수 있는 재규어랜드로버의 스마트 캐빈의 일부다. 

부품회사 중에서는 콘티넨탈이 미국의 테크기업인 '데지렌즈'에 투자를 확대해 차세대 헤드업 디스플레이 (HUD) 개발하고 있다. 데지렌즈는 미국 캘리포니아 주 실리콘 밸리에 본사를 둔 홀로그램 프로젝션 전문 기업으로 자동차 및 가전제품을 위한 기술 개발을 진행하고 있다.

양사는 홀로그램 헤드업 디스플레이를 공동 개발하고 있으며, 이 제품은 기존 제품 대비 3분의 1수준의 크기가 특징이다. 이를 통해 설치 공간을 절약할 수 있으며, 동시에 더 다양한 정보를 확인할 수 있다.  또한, 기존 헤드업 디스플레이보다 더 넓은 영역에 정보를 표시할 수 있다. 콘티넨탈은 헤드업 디스플레이 구성 요소 크기를 소형화해 시장에 혁명을 일으킬 수 있다고 밝혔다.

헤드업 디스플레이 공급에서 세계적인 일본정기도 새로운 헤드업 디스플레이를 개발하고 있다. 일본정기는 현재 BMW의 9개 차종과 메르세데스 벤츠 GLE 등에 헤드업 디스플레이를 공급하고 있다. 아우디와도 공급이 추진되고 있다.

일본 정기가 새로 개발하고 있는 헤드업 디스플레이는 운전자 시점으로부터 10미터 전망에 영상을 투사하는 것으로 표시거리를 기존보다 세 배 이상 늘려 세계 최장을 실현했다고 한다. 기존의 경우는 3미터가 최장이다.

2020년 출시될 BMW와 아우디, 메르세데스 벤츠 등에 채용될 것으로 알려진 것으로 표시 화각을 좌우 10도, 상하 4도 이상 넓혔다. 이로 인해 운전자가 볼 수 있는 표시 범위는 현재 모델보다 일곱 배 큰 80인치로 확대된다. 그렇게 되면 앞 유리창 대부분을 차지하게 되며 동승석에서도 화면을 볼 수 있게 된다.

이는 화각의 확대에 따른 화상의 대 화면화에 의해 헤드업 디스플레이의 일러스트를 풍경과 겹치게 비춰주는 AR 표시를 실현한다는 얘기이다. 차량에 탑재된 카메라와 센서 등으로 전방의 장해물과 차선 등을 파악해 대상물에 맞춤으로써 일러스트의 위치를 제어한다. 물론 대상물까지의 거리에 따라 일러스트의 크기도 자동으로 조정이 된다.

한편 표시거리를 10미터까지 연장한 신형에서는 기존 고성능 모델에 비해 용량이 두 배 이상 커진다. 그만큼의 공간이 필요하다는 얘기이다. 그렇다면 우선 플랫폼에서부터 설계가 달라야 한다. 그런 점에서 최근 자동차회사들의 모듈러 플랫폼이 이런 대형 헤드업 디스플레이를 가능하게 한 것이라고 할 수 있다.

기존 헤드업 디스플레이도 풀 컬러는 물론이고 엔진회전계와 속도계의 그래픽까지 표시하면서 많은 발전을 이루어왔다. 하지만 실제로 운전에 어떤 도움을 주고 있는지에 대한 정량화된 데이터는 없다. 새로 개발되고 있는 대형 헤드업 디스플레이는 윈드실드 전체에 일러스트가 표시되기 때문에 운전자들은 그에 대한 확실한 반응을 보일 수 있을 것으로 예상된다. 이번에는 모두가 수긍하는 장비로 자리잡을지 관심이 쏠리고 있다.