Панель приборов это хорошо, но когда дополнительно выводится информация на стекло еще лучше. Расскажем о назначении проекционного дисплея, его разновидности, характеристики, стоимость и видео.
Содержание статьи:
Все больше становится популярным проекционный дисплей, по-другому его еще называют HUD или Head-Up Display. Большим преимуществом такой технологии считается безопасность движения и комфорт управления.
Главным назначением является проекция на ветровое стекло автомобиля актуальной информации с панели приборов. Изображение рассчитано таким образом по высоте, чтоб не отвлекая внимание от дороги иметь понятие о состоянии автомобиля и скорости.
Немного предыстории
Впервые подобная технология начала использоваться в авиации, а вот в автомобильную промышленность проекционный дисплей попал только в 1988 году компанией General Motors. Через 10 лет компания GM впервые внедрила эту технологию с цветным дисплеем.
Начиная с 2003 года, проекционный дисплей появился в автомобилях компании BMW. Нынче, система проекции используется во многих автомобилях премиум класса. С каждым годом технология становится дешевле, а значит доступней на автомобилях других бюджетных классов.
Штатный проекционный дисплей
Название говорит само за себя, при покупке автомобиля он предлагается как опциональный. По конструкции система включает в себя проекционный дисплей, проектор и систему управлением проекцией.
Чтоб сформировать изображение производители используют проектор высокой контрастности и насыщенности цветов. Собрав совокупно параметры от разных измерителей автомобиля:
- датчиков двигателя;
- навигационная система;
- система ночного виденья;
- адаптивный круиз-контроль;
- распознавания знаков и другие.
Благодаря проекционному дисплею, водитель получает виртуальное изображение, что позволяет сконцентрировать внимание на дороге. Распознают два вида экрана. Зачастую самым распространенным можно считать специальную, прозрачную пленку, которая клеится на лобовое стекло. Она препятствует рассеиванию изображения при разных погодных условиях. На машинах марки Mini производитель применяет прозрачный экран вместо пленки.
В зависимости от производителя проекционного дисплея и систем, которые он использует, проектироваться может:
- дублирование разных датчиков панели приборов;
- сигнал об автомобиле в мертвой зоне;
- наличие пешеходов на обочине в темное время;
- скорость автомобиля;
- обороты двигателя с тахометра;
- показатели с навигационной системы;
- сигнал о разных дорожных знаках.
Плюсом такого дисплея считается универсальность и простота установки. Собой представляет портативный проектор, который можно установить в удобном месте для водителя и выводить картинку на ветровое стекло.
Самыми распространенными считаются приборы компании Garmin. Устанавливается непосредственно на торпеду. Вторым производителем считается Pioneer, по инструкции она крепится на солнцезащитный козырек. В этом случае видеосигнал поступает на проектор через смартфон по Bluetooth или USB кабелю.
Сразу стоит учесть, что функциональный набор мобильного проекционного дисплея в разы меньше, чем штатного. Чаще всего в мобильный прибор включает показатели системы навигации, скорость автомобиля, но для этого нужен смартфон и установленное на него специальное программное обеспечение.
Из популярных мобильных проекторов считается аппарат от Navdy. Дисплей можно подключить к смартфону через систему Wi-Fi или Bluetooth, так же можно подключить его к бортовому компьютеру, через разъем диагностики.
Благодаря бортовому компьютеру, на проекционный дисплей может выводиться информация с различных датчиков панели приборов. Встроенная инфракрасная камера позволит реализовать жесткое управление проекционным дисплеем с дополнительного пульта управления.
Самым простым из способов реализации проекционного дисплея можно сделать из обычного смартфона. В основе такого будет лежать специальная программа, с помощью которой выводится определенная информация на экран смартфона.
Сам же смартфон располагается на панели приборов, изображение с дисплея смартфона проектируется (отображается) на лобовое стекло, тем самым показывая водителю нужную информацию.
Программа искажает изображение в зеркальном виде так, чтоб на стекле была правильная, читабельная информация. Но все же заменить стационарный не один из выше наведенных дисплеев, не сможет.
Цена дисплея
Стоимость штатного дисплея будет зависеть от производителя, в среднем его цена как опции будет составлять от 500 евро. Если взять за основу мобильный проекционный дисплей компании Garmin, то его цена колеблется от 200 евро. Самый дешевый и простой способ это использование смартфона, достаточно купить специальную подставку за пару тысяч рублей и установить возле ветрового стекла и добавить свой смартфон.
Стоит отметить, что технология проекционного дисплея только на ветровое стекло только начинает развиваться. Считается, что в будущем система Head-Up Display будет выводить на лобовое стекло полностью всю необходимую информацию, в том числе изображении с боковых зеркал заднего вида.
Видео принципа работы проекционного дисплея:
Мир автоэлектроники развивается стремительными темпами. Каждый год появляются новые устройства, призванные повысить мощность двигателя, оптимизировать работу подвески, улучшить топливную экономичность или находящихся в салоне людей.
Некоторые электронные новинки очень быстро доказывают уместность своего присутствия в автомобиле, после чего в короткие сроки становятся стандартным атрибутом комплектации сходящих с конвейеров моделей. К таким устройствам относятся , беспроводная связь, системы круиз-контроля, и пр. Вместе с тем существуют целый класс других электронных приспособлений, которые долгие годы после изобретения продолжают считаться перспективными. Они подвергаются бесконечным совершенствованиям, отстаивают свое "место под солнцем" с помощью мнений авторитетных специалистов, даже устанавливаются на конвейерах отдельных брендов, но так и не могут похвастаться настоящей народной «любовью». В среде автомобилистов подобные устройства принято называть «автоэкзотикой». Ярким представителем группы являются системы проецирования информации на лобовом стекле.
История разработки
Первые системы проецирования данных на лобовом стекле появились в военной авиации. Практически одновременно технологию отображения информации на остеклении кабины применили советские и американские авиаконструкторы в 70-х годах прошлого столетия. В СССР система получила название ИЛС (индикация на лобовом стекле), в США - HUD (Head-Up-Display - дисплей для поднятой головы).
(кликните для увеличения картинки)
Разработка преследовала цель максимальной концентрации внимания летчика на воздушной обстановке путем устранения необходимости отвлечения взгляда на показания приборов. Инженеры General Motors "подсмотрели" идею и перенесли ее на автомобильную ниву, результатом чего в 1988 году стало появление первого проектора HUD на Oldsmobile Cutlass Supreme. Только через 14 лет аналогичное устройство появилось на другом автомобиле GM - престижном Chevrolet Corvette. В Европе пионером применения проекционных систем стала компания BMW. Работы по расширению функционала HUD сегодня проводят инженеры Volvo и Audi. Самую высокую активность в разработке нового направления проявили японцы: с 1989 года компания Nissan начала комплектовать проекционными системами отдельные модели на конвейере. Со временем и другие японские производители признали необходимость оснащения автомобилей системой HUD, поэтому сегодня почти все машины, выпускаемые ими для внутреннего рынка, имеют такую опцию.
Принцип действия и выводимая информация
Исполнительное устройство (или проектор) формирует на своем экране информационную картинку и передает ее на прозрачную пленку, расположенную на лобовом стекле. Служебную информацию проектор может получать от бортового компьютера, навигатора, формировать самостоятельно по данным GPS и пр. Большинство моделей обладают способностью воспроизводить речевую информацию или выдавать звуковые предупреждения.
(кликните, что бы увеличить)
В отличии от авиационных систем, где в поле зрения летчику может выводиться большой объем информации, автомобильные проекторы на сегодня обладают достаточно скудным набором отображаемых параметров. К их числу относятся:
- скорость автомобиля;
- обороты двигателя;
- температура охлаждающей жидкости;
- номер выбранной передачи трансмиссии;
- напряжение бортовой сети и уровень зарядки аккумуляторной батареи;
- показания системы контроля парковки;
- пиктограммы контрольных ламп и данные навигатора.
Актуальность разработки. Перспективы и проблемы
Определенное новаторство и рациональное зерно в попытках производителей приучить автомобилистов к простому восприятию бортовой информации с лобового стекла есть. Основная идея аналогична той, что решалась и в авиации: внимание водителя не должно отвлекаться от дорожной обстановки, и это реально повышает безопасность всех участников дорожного движения. Разработчики систем стараются повысить функционал и возможности ИЛС, обещают, что скоро изображение будет перемещаться по лобовому стеклу, следуя за направлением взгляда водителя. Для этого планируют применять портативные камеры и лазеры. А поголовная компьютеризация бортового оборудования позволяет строить достаточно сложные алгоритмы вывода большого объема информации с учетом потребностей конкретного водителя.Но у системы проецирования есть и серьезные минусы, которые не дают ей пока приобрести статус стандартного оборудования для каждой серийной модели.К таким недостаткам относятся высокая стоимость оригинального устройства, ограниченность выводимых параметров и зависимость качества изображения от состояния лобового стекла. Проведенные в некоторых странах исследования показали также значительное снижение внимательности у водителей старших возрастных групп при появлении на лобовом стекле информации от проектора. То есть существует большая группа водителей, которые в силу возрастного консерватизма не могут и не хотят привыкать к появлению на лобовом стекле каких-либо изображений. Если же Вы по каким то причинам не хотите или в силу обстоятельств не можете самостоятельно перегнать свой автомобиль, обратитесь в
Запустить софт для моделирования и вывести полноразмерную модель для редактирования в пространстве. Включить коммуникатор и побеседовать не с плоским изображением собеседника на видеозвонке, а с его объемной проекцией, через которую просвечивает любимый ковер. Отодвинуть штору и увидеть на оконном стекле прогноз погоды, ситуацию с пробками, и вообще - как оно там. Завести двигатель автомобиля и получать на участке лобового стекла дополнительные оповещения о дорожной разметке, возможных опасностях и иных важных сведениях.
Если раньше все это было уделом научных фантастов, то сейчас подобное перешло из разряда “Фантастика” в разряд “Ближайшее будущее”. О том, как современные ученые приближают век голографии, с чего все начиналось и какие трудности развития голографические технологии испытывают на данный момент, мы постараемся рассказать в этом посте.
Как создаются голографические изображения
Человеческий глаз видит физические объекты, так как от них отражается свет. Построение голографического изображения основано именно на этом принципе – создается пучок отраженного света, полностью идентичный тому, который отражался бы от физического объекта. Человек, смотря на этот пучок, видит тот же самый объект (даже если смотрит на него под разными углами).Голограммы же более высокого разрешения - это статические рисунки, “холст” которых - фотополимер, а “кисть” - лазерный луч, который разово меняет структуру фотополимерных материалов. В итоге обработанный таким образом фотополимер создает голографическое изображение (на плоскость голограммы падает свет, фотополимер создает его тонкую интерференционную картину).
К слову, про саму интерференцию. Она возникает в случае, если в определенном пространстве складывается ряд электромагнитных волн, у которых совпадают частоты, причем с довольно высокой степенью. Уже в процессе записи голограммы в конкретной области складывают две волны – первая, опорная, исходит непосредственно от источника, вторая, объектная – отражается от объекта. Фотопластину с чувствительным материалом размещают в этой же области, и на ней возникает картина полос потемнения, соответствующих распределению электромагнитной энергии (интерференционная картина). Затем пластину освещают волной, близкой по характеристикам к опорной, и пластина преобразует эту волну в близкую к объектной.
В итоге получается, что наблюдатель видит примерно такой же свет, который отражался бы от изначального объекта записи.
Краткая историческая справка
Шел 1947-й год. Индия получила независимость от Британии, Аргентина предоставила избирательные права женщинам, Михаил Тимофеевич Калашников создал свой знаменитый автомат, Джон Бардин и Уолтер Браттейномиз проводят эксперимент, позволивший создать первый в мире действующий биполярный транзистор, начинается производство фотоаппаратов Polaroid.А Деннис Габор получает первую в мире голограмму.
Вообще, Деннис пытался повысить разрешающую способность электронных микроскопов той эпохи, но в ходе направленного на это эксперимента получил голограмму.
Увы, Габор, как и многие умы, немного опередил свое время, и у него просто не было нужных технологий, чтобы получать голограммы хорошего качества (без когерентного источника света этого сделать невозможно, а первый лазер на кристалле искусственного рубина Теодор Мейман продемонстрирует лишь 13 лет спустя).
А вот после 1960-го (красный рубиновый лазер с длиной волны 694 нм, импульсный, и гелий-неоновый, 633 нм, непрерывный) дело пошло куда бодрее.
1962 . Эммет Лейт и Юрис Упатниекс, Мичиганский Технологический Институт. Создание классической схемы записи голограмм. Записывались пропускающие голограммы – в процессе восстановления голограммы свет пропускали через фотопластину, но некоторая часть света отражается от пластины и тоже создает изображение, которое видно с противоположной стороны.
1967 . Первый голографический портрет записывают при помощи рубинового лазера.
1968 . Совершенствуются и сами фотоматериалы, благодаря чему Юрий Николаевич Денисюк разрабатывает собственную схему записи и получает высококачественные голограммы (восстанавливали изображение путем отражения белого света). Все проходит вполне неплохо, настолько, что схема записи получает название “Схема Денисюка”, а голограммы - “Голограммы Денисюка”.
1977 . Мультиплексная голограмма Ллойда Кросса, состоящая из нескольких десятков ракурсов, каждый из которых можно увидеть только под одним углом.
Плюсы - размеры объекта, которые требуется записать, не ограничиваются длиной волны лазера или размером фотопластины. Можно создать голограмму предмета, которого не существует (то есть просто нарисовав придуманный предмет в сразу нескольких ракурсах).
Минусы - отсутствие вертикального параллакса, рассмотреть такую голограмму можно только по горизонтальной оси, но не сверху или снизу.
1986 . Абрахам Секе осознает, что нет предела совершенству, и предлагает создать источник когерентного излучения в приповерхностной области с помощью рентгеновского излучения. Пространственное разрешение в голографии всегда зависит от размеров источника излучения и его удаленности от предмета – это дало возможность восстановить в реальном пространстве атомы, которые окружали эмиттер.
Сейчас
Сегодня некоторые прототипы голографических видеодисплеев работают примерно так же, как и современные ЖК-мониторы: особым образом рассеивают свет, формируя псевдо-3D, а не создают интерференционную картину. С чем связан и главный минус такого подхода - нормально оценить такую картинку сможет только один человек, сидящих под правильным углом к монитору. Все остальные зрители будут не так впечатлены.Конечно же, любители научной фантастики и новых технологий спят и видят, как голографические дисплеи станут такой же привычной вещью, как wifi дома или фотокамера в смартфоне, сравнимая с не самой плохой мыльницей. И хотя идеальная голограмма в понимании большинства - это на самом деле не сегодня и не завтра, разработки на эту тему уже активно ведутся.
Институт науки и передовых исследований, Корея. Рабочий прототип нового 3D-голографического дисплея, ТТХ которого примерно в пару тысяч раз лучше , чем у существующих аналогов.
Слабое звено таких дисплеев - матрица. Пока матрицы состоят из двухмерных пикселей. Корейцы же использовали обычный (но хороший) дисплей вкупе со специальным модулятором для фронта оптического импульса. Результатом стала высококачественная голограмма, правда, небольшая - 1 кубический сантиметр.
Было время, когда считалось, что рассеивание света - это серьезное препятствие для нормального распознавания проецируемых объектов. Но как показывает наша практика, современные 3D-дисплеи можно существенно улучшить, научившись контролировать это рассеивание. Правильное рассеивание позволило увеличить и угол обзора, и общую разрешающую способность,- отмечает профессор Йонкен Парк .
Университет Гриффита, Технологический университет Суинберна, Австралия. Голографический дисплей на основе графена.
Ученые вооружились методом Габора, упоминавшимся в самом начале этого поста, и сделали 3D-голографический дисплей высокого разрешения на основе цифрового голографического экрана, состоящего из мелких точек, отражающих свет.
Плюсы – угол обзор в 52 градуса. Для нормального восприятия картинки не нужны никакие дополнительные приблуды в виде 3D-очков и прочего.
К слову, о 52 градусах. Угол обзора тем больше, чем меньше будет использоваться пикселей. Оксид графена обрабатывают путем фоторедукции, что создает пиксель, которому под силу изгибать цвет для голокартинки.
Разработчики полагают, что подобный подход в свое время сможет положить начало революции в разработке дисплеев, особенно - на мобильных устройствах.
Бристольский университет, Великобритания. Ультразвуковая голография.
Объект создается в воздухе с помощью множества ультразвуковых излучателей, направленных на облако водяного пара, которое также создается системой. Реализация, конечно, сложнее, чем в случае с привычными экрана, но все же.
- туман создается не просто каплями воды, а каплями специального вещества.
- это вещество освещается специальной лампой.
- лампа модулирует специальный свет.
В итоге получается проекция объекта, который можно не только рассмотреть со всех сторон, но и потрогать.
Частота колебаний такой интерференционной картины - от 0.4 до 500 Гц.
Одно из главных направлений деятельности, в котором разработчики предполагают полезное использование технологии - медицина. Врач сможет на основе данных медкарты и смоделированного органа “почувствовать” его. Также можно будет создавать объемные проекции каких-либо товаров на презентациях. Положительный эффект предрекают и при замене подобной технологией сенсорных дисплеев в местах массового пользования (электронные меню, терминалы, банкоматы). Как сложно и дорого будет это внедрить - само собой, уже второй вопрос.
А уж до чего могут дойти развлекательные сервисы определенной направленности - страшно (но интересно) подумать.
Ванкувер, Канада. Интерактивный голографический дисплей.
Что нужно:
- мобильное устройство
- HDMI или wifi
- пожертвовать 550$ на Кикстартере вот
22-дюймовый сенсорный дисплей высокого разрешения
Как Вы думаете, Как будут развиваться электронные технологии в автопромышленности? Предлагаем Вам взгляд в будущее автомобильных развлекательных систем. Что-то нам подсказывает, что будущее уже наступило.
Последние несколько лет автомобильные развлекательные системы революционно изменились. С каждым годом цифровые полностью завоюют власть в автопромышленности. Технологии будут развиваться в геометрической прогрессии. Наше интернет издание начинает публиковать серию статей, которые будут раскрывать все самые передовые электронные технологии в автомобилестроение.
Подумайте, как изменились автомобили за 10 лет? Сегодня практически во всех новых автомобилях присутствуют различные информационно-развлекательные . Многие автопроизводители начали, ставить на свои новинки . Но пока что многие они не могут похвастаться своими возможностями на уровне смартфона и планшета. Как Вы думаете почему?
Все дело в том, что пока автомобильный компьютер не может сравниться с ресурсами смартфона и планшета. Но совсем скоро автомобильная компьютерная техника сможет соперничать по производительности с современными ноутбуками.
Технические характеристики блока управления автомобилем, ни чем не уступают современным мощным планшетам
Но ресурсы оборудования это еще не значит, что все будет работать идеально, и слажено. Главное это программное обеспечение. Один из лидеров программного обеспечения автомобилей является компания QNX, являясь дочерним предприятием BlackBerry.
Стоит отметить, что компания только начала развиваться на рынке автопромышленности. Но с ней уже работают такие бренды, как , и даже , которые применяют технологии QNX.
Большие технологии в маленьком Mercedes
Дебют новой информационно-развлекательной системы QNX на выставке 2014 Consumer Electronics Show на Mercedes CLA 45 AMG
Даже при наличии технологий и возможности пока компания QNX пока что не балует большим количеством новых инноваций. Так из последних разработок это новая информационно-развлекательная система, установленная на . Этот автомобиль имеет огромный дисплей с высоким разрешением, мощный многоядерный процессор, элегантную цифровую панель и большое количество функций и приложений.
Матовый серый CLA 45 AMG вызывает трепет в душе. Но реально эта модель удивляет внутри. При первом взгляде в глаза бросается 22-дюймовый ЖК экран HD качества. Большая часть экрана занята различными приложениями. Справа отображается информация о температуре воздуха, часы, навигация аудио проигрывателя.
Экран сенсорный с идеальным откликом. Как на iPhone. Управление пальцами на экране точно такое же, как в привычных всем современных смартфонах. Также система предоставляет возможность управлять многими функциями не только с помощью экрана, но и с помощью традиционных кнопок. Начальный экран представлен пятью большими кнопками, которые при нажатии увеличиваются, предлагая Вам выбрать дальнейшие действия.
QNX разработала большое количество приложений для многих марок автомобилей. Так компания создала три разных приложения спутниковой навигации, которые при демонстрации показывают отличную работу без задержек и системных сбоев.
Всем этим управляет четырехядерный процессор и специальный графический чипсет, который в работе ни чем не уступает последним моделям планшетов. Стоит отметить, что этот чипсет был выпущен в этом году, в отличие от , где видеокарта для ЖК монитора была выпущен еще в 2012 году.
Визуализация и качество изображения дисплея заставляет по новому взглянуть на автомобильные технологии
Даже в используется чипсет 2011 года, что по нынешним меркам устаревания компьютерной техники уже является древним.
Еще одна особенность мультимедиа на большом экране в CLA 45 AMG, это при включении музыки экран делиться пополам на две части, где с одной стороны отображается данные о проигрываемой музыке, а с другой стороны отображается общий список доступных аудио треков.
Связь
Передовая инновационная функция передачи изображения со смартфонов и планшетов на экран автомобиля
Автомобиль также имеет новую функцию MirrorLink, которая пока редко встречается в серийных автомашинах. Эта система имитирует на экране автомобиля дисплей Вашего гаджета ( , сотового телефона или планшета). Это позволяет на экране автомобиля пользоваться всеми функциями телефона. Правда, некоторые функции все-таки отключены, чтобы не отвлекать водителя. Так для отображения на дисплеи в автомобиле не доступны игры и некоторые другие развлекательные приложения.
Система самодиагностики транспортного средства
Еще одна красивая и нужная функция это система диагностики, которая в визуализированном виде отображает на большом дисплее, что происходит под капотом.
Так доступны следующие данные: уровень, охлаждающий жидкости, уровень масла, давление в шинах, количество топлива и многое другое. И все это отображается в очень красивом виде. , данные обо всех системах автомобиля в реальном времени могут передаваться через интернет на удаленный компьютер (к примеру, к мастеру в автосервис).
В панели приборов также встроен ЖК-экран, который отображает спидометр и другие цифровые данные
Специалисты QNX не просто обновили информационно-развлекательную систему. Они создали новое поколение цифровых технологий в автопромышленности. Этот дисплей в салоне может отображать прогноз погоды, маршрут, информацию, распространяемую СМИ и многое другое.
Управление голосом
Новый шаг в технологиях распознавания речи
Еще один особенный элемент это новая система распознавания речи. Подобно Siri от система не нуждается в определенных голосовых командах, которые Вы должны помнить. Вы просто говорите, а система определяет, что Вы хотите. Но, к сожалению пока люди не привыкли разговаривать со своими . Поэтому наверняка эта функция будет востребована, чтобы просто ускорить доступ, какой-либо функции, когда это действительно надо.
Также новая система от QNX улучшает качество звучания сотовой громкой связи.
Еще не закончена
QNX возможно совсем скоро появиться на многих новых автомобилях
Эта система на автомобиле Mercedes CLA 45 AMG была впервые продемонстрирована на выставке 2014 Consumer Electronics Show. Но пока, что она находится в завершающей стадии разработки. Главное чтобы эта технология пришла на серийные автомобили. После окончания разработки, многие производители наверняка захотят оснастить свои такой технологией.
По нашему мнению, в наши дни эта технология может существенно сделать любой серийный автомобиль очень дорогим. Но в перспективе себестоимость технологии будет падать, а это значит что массового появления системы от QNX на многих машинах неизбежно.
Благодаря высококачественному дисплею, многоядерному процессору с видеокартой, интуитивно понятному убавлению, эта технология обречена на успех. Это огромный шаг вперед в развитии информационно-развлекательных технологий.
И скорее всего, что мы сейчас видим в современных автомобилях, уже через несколько лет будет выглядеть не актуально.