Přímo před displejem září výrazně červený a nepřehlédnutelný semafor. Domy vyrůstají jeden za druhým z navigačních podkladů. Logo automobilky se otáčí ve vzduchu přímo před přístrojovou deskou. Toto je jen několik příkladů využití trojrozměrného zobrazení, jakým společnost Continental hodlá zcela zásadně změnit grafiku displejů v automobilech. Společnost udávající trend v oblasti moderních technologií v současnosti vyvíjí ve spolupráci se společností Leia Inc. ze Silicon Valley inovativní provedení přístrojové desky, nazvané Natural 3D Lightfield Instrument Cluster. Díky němu dostanou automobily blízké budoucnosti zcela nový rozměr zobrazování v dosud nevídané kvalitě.
Displej s technologií Lightfield neboli s využitím světelného pole představuje zcela nový typ média, který umožňuje naplno vnímat nejen prostorovou hloubku, ale také zvýraznit důležité detaily a řadu dalších světelných efektů. Díky tomu je možné zabezpečit zobrazování informací v reálném čase a také ještě pohodlnější a intuitivnější interakci řidiče a vozidla. Zážitek z 3D zobrazení ovšem mohou s řidičem sdílet ostatní cestující vpředu i vzadu.
„Nový rozměr komfortu a bezpečnosti“
Nová přístrojová deska Lightfield představuje zásadní vývojový krok v řešení grafického uživatelského rozhraní používaného v automobilech. „Jednou z největších výzev v současném automobilovém průmyslu je vyvinout inteligentní uživatelské rozhraní. Snahou je navrhnout taková řešení, která řidiči zlepšují zážitek z jízdy a současně mu umožňují jednoduše a efektivně ovládat jednotlivé funkce, aniž by snížil pozornost věnovanou řízení,“ vysvětluje Dr. Frank Rabe, vedoucí obchodní jednotky Instrumentation & Driver HMI ve společnosti Continental. „Displej s technologií Lightfield přináší do vozu nejen vysokou kvalitu trojrozměrného zobrazení, ale tento převratný způsob vizualizace zajišťuje zásadní zlepšení pohodlí i bezpečnosti. Naše řešení navíc nabízí jednotlivým výrobcům řadu možností, jak vylepšit zážitek z jízdy a široké možnosti odlišení se od konkurence.“ Nový displej by se mohl dostat do sériové výroby v roce 2022.
Díky rozvoji autonomního řízení bude ve vozech blízké budoucnosti mnohem více možností, jak řidiči umožnit další činnosti, jako jsou videohovory, prohlížení internetu nebo sledování televizních pořadů nebo filmů. „Automobil se tak stává rozšířením dnešních smartphonů,“ říká David Fattal, spoluzakladatel a ředitel společnosti Leia Inc. „Podle nás je vůz jen větší a ještě více úchvatná verze chytrého telefonu se schopností promítání obrazu ve 3D. Je to ideální místo na využití našeho komplexního ekosystému na bázi technologie Lightfield, který zahrnuje videohry, videostreaming, sdílení informací pomocí sociálních sítí nebo dokonce internetové obchody.“
Zobrazení obsahu na širokoúhlém displeji, který je navíc navržen speciálně pro interiér automobilu, bude mnohem příjemnější než používání telefonu. Další možnost představuje využití vnitřních nebo vnějších kamer v automobilu pro videotelefonáty nebo funkce rozšířené reality, na čemž budou nyní obě partnerské společnosti dále pracovat.
Trojrozměrné zobrazení technologií Lightfield uvidí všichni cestující
Technologie Lightfield použitá společností Leia ve spojení s 3D displejem Continental nevyžaduje kameru sledující pohyby hlavy, což je nejen praktické, ale samozřejmě také méně nákladné. Navíc 3D obraz mohou pohodlně sledovat jak cestující vpředu, tak vzadu – což s dosavadními systémy nebylo možné. Další výrazné zlepšení kvality obrazu ve srovnání s dosavadními 3D zařízeními představuje mnohem komplexnější zobrazení: objekty na displeji se vytvářejí z celkem osmi perspektiv, které se mírně liší podle různých úhlů pohledu.
Při sledování displeje Lightfield má pozorovatel pocit, že se obraz „posouvá“ podle toho, jak se mění úhel pohledu. Zásluhou toho je zajištěn unikátní a nezvykle přirozený trojrozměrný obraz při pozorování z různých částí interiéru. „S displejem Lightfield jsme dosáhli zcela nové úrovně zobrazování 3D podkladů,“ říká Kai Hohmann, produktový manažer v oddělení Display Solutions společnosti Continental. „Pro dosažení nové úrovně kvality zobrazení jsou zcela nezbytné nově vyvinuté světlovody využívající nanostruktury. Díky nim nepoužíváme princip lomu světla, ale světlo směřujeme zcela přesně stanoveným způsobem tak, abychom dosáhli kýženého 3D efektu. Stále rostoucí požadavky na bezpečnost a komfort v interiéru nových vozidel je možno splnit pouze s touto technologií.“
Společnost Continental nyní pracuje na adaptaci vynálezu firmy Leia pro použití v automobilech. Až donedávna se pro vytvoření 3D obrazu bez speciálních brýlí používala technologie na bázi paralaxy nebo systému optických čoček. Trojrozměrného obrazu se dosahovalo pomocí omezení průchodu nebo lomu světla. Především efekt paralaxy může pozorovat pouze jediný uživatel, a navíc je nezbytný systém sledování pohybů hlavy. A protože tyto zobrazovací technologie působí jako filtr, mohou negativně ovlivnit kvalitu obrazu a účinnost světelného výkonu u systémů určených jak pro řidiče, tak pro spolujezdce vpředu a vzadu. Pro automobilový průmysl je však nejvyšší možná kvalita naprosto nezbytná, zvláště v oblasti promítání klíčových údajů. Systém Continentalu proto nabízí zcela novou úroveň zobrazení, a to díky 3D technologii Lightfield na bázi systému DLB (Diffractive Lightfield Backlighting, Difrakční podsvícení světelného pole) od společnosti Leia. Výsledkem je zcela nová generace 3D displeje překonávající dosavadní zařízení rozdílem třídy a zajišťující perfektní obraz i na přímém slunečním světle.
Nanotechnologie ze Silicon Valley
Přístrojový panel Natural 3D Lightfield Instrument Cluster zajišťuje ve srovnání se stávajícími 3D displeji výrazně vyšší rozlišení spolu s přirozeným zobrazením veškerých informací. Hlavní podíl na tom má nově vyvinutá technologie DLB, obsahující světlovody s difrakční mřížkou a nanostrukturami, které vytvářejí velmi přesnou difrakci světla ještě před dopadem na obrazovku a tím dokáží vytvořit přirozeně vypadající 3D efekt. Tento optický panel může být snadno integrován do běžně dostupných displejů.
„Společnost Leia vyvinula špičkový proces pro výrobu nanostruktur v masovém měřítku, což vloni umožnilo zahájit komercializaci této technologie. Naši novou pokročilou zobrazovací metodu, u níž jsme využili zkušenosti společnosti HP a pracovali jsme na jejím zdokonalení posledních pět let, tak dokážeme produkovat s konkurenceschopnými náklady. Nyní dále navyšujeme výrobní kapacitu a zaměřujeme se nejen na plnění všech bezpečnostních standardů v automobilové oblasti, ale i na ještě dostupnější cenu,“ říká Zhen Peng, spoluzakladatel a technický ředitel společnosti Leia. Poprvé se technologie Lightfield od firmy Leia uplatnila v komerční oblasti na americkém trhu s chytrými telefony u operátorů AT&T a Verizon. Již nyní si mohou zákazníci užít hraní her, sledování filmů, možností rozšířené reality nebo sdílení obrázků v dosud nevídané 3D kvalitě. V automobilu bude zážitek ze systému Lightfield zajištěn díky speciálnímu displeji a široké nabídce aplikací dodaných společností Continental.
Obsah s automobilovou tématikou a nástroje pro vývoj softwaru
Spolupráce na novém projektu se netýká jen hardwaru. Obě společnosti také pracují na tvorbě obsahu a podpoře pro další rozvoj platformy. Leia v současnosti nabízí nástroje pro úpravu nebo tvorbu obsahu pro Lightfield s automatickým nastavením, které zajistí odpovídající vizuální komfort. Projekce dat pomocí displeje Lightfield nabízí celou řadu možností uplatnění. Trojrozměrně lze například zobrazovat varování asistenčních systémů, navigační pokyny mohou být díky tomu ještě názornější a také parkovací asistenty, zahrnující i oblíbený záběr na vůz z ptačího pohledu, se v 3D prostředí stanou skutečným vizuálním lákadlem. Efektní je také promítání otáčejícího se trojrozměrného loga automobilky při nasednutí do vozu.
„V této souvislosti je důležité připomenout, že 3D animace našeho nového displeje neprolétávají kabinou, jak jsme zvyklí z kina,“ zdůrazňuje Hohmann. „Pracujeme s hloubkou obrazového pole směrem dozadu a do prostoru umožňujeme objektům vystoupit maximálně 5 centimetrů. Je to příjemnější pro oči a současně tak zajišťujeme, aby se neodváděla pozornost řidiče.“ Stejně tak není nutné pro 3D efekty nosit speciální brýle, všechny projekce jsou běžně viditelné.
Obě společnosti počítají s využitím znalostí odborníků firmy Continental v oblasti senzorů a informačních systémů pro automobily, aby se platforma společnosti Leia nazvaná LeiaLoft mohla dále rozšiřovat. Díky tomu budou moci automobilky a vývojáři z dalších společností snadno vytvářet „holografické“ aplikace pro vozy budoucnosti. Tato sada vývojových nástrojů (SDK – Software Development Kit) umožní návrhářům využívat exteriér a interiér vozu v plném 3D zobrazení pro řadu aplikací, od holografické navigace přes parkovací asistent až po rozšířenou realitu na přístrojovém panelu před řidičem nebo na centrálním digitálním displeji.
„Jsme doslova nadšeni, že můžeme naši platformu Lightfield přizpůsobit pro využití v automobilech. Pomocí podkladů ze specializovaných snímačů, jako jsou Lidar nebo kamery ve voze, můžeme vytvořit špičkové aplikace a zároveň zavést prostředí z mobilních přístrojů do vozidel, abychom řidiči zajistili ještě lepší zážitek,“ říká Pierre-Emmanuel Evreux, spoluzakladatel a prezident společnosti Leia Inc.
Spolupráce s firmou Leia byla zahájena s podporou start-upové platformy koncernu Continental s názvem „co-pace“. Prostřednictvím oddělení Corporate Venture Capital společnosti Continental byl tento svazek dále upevněn investicemi do menšinového podílu ve firmě. Co-pace je ovšem otevřena i dalším partnerstvím s inovativními start-upovými společnostmi.
