Проекционный дисплей на лобовое стекло или Head-up Display (HUD): как работает, плюсы и минусы

В статье мы расскажем о проекционных дисплеях (Head-up Display — HUD), которые выводят полезную информацию для водителя на лобовое стекло автомобиля, а также рассмотрим принципы функционирования, плюсы и минусы этой современной технологии.

Рекомендуем ознакомиться с публикацией: Честный обзор видеорегистратора Ritmix AVR-955 Dual

Для оптимизации наведения прицела системы Head-up Display (HUD) изначально были разработаны в военной авиации. Позднее они нашли свое применение и в авиации гражданской, а в недалеком прошлом были опробованы в мировом автомобилестроении. Таким образом, у водителей машин появилась возможность получать важную информацию не с панели приборов, а непосредственно с прозрачного экрана, расположенного на лобовом стекле. Это нововведение предлагало дополнительные удобства и минимально отвлекала водителя от процесса управления автомобилем. Со временем за данным типом информационных устройств закрепилось название известное сегодня любому автолюбителю — проекционный дисплей, он же Head-up Display (система HUD).

Впервые система HUD (Head-up Display), оснащенная монохромным дисплеем, была опробована американским автоконцерном General Motors в 1988 году на модели седана Oldsmobile Cutlass Supreme. Некоторое время спустя были представлены первые цветные экземпляры устройства, которые устанавливались исключительно в дорогих моделях сегмента премиум. Сегодня система HUD является одной из обязательных статей оборудования, в автомобилях различных классов и ценовых категорий, причём не обязательно опционального.

КАК РАБОТАЕТ СИСТЕМА HEAD—UP DISPLAY (HUD)?

Работает система довольно просто. Электронный блок-проектор, принимает и обрабатывает данные из другого блока — диагностического (OBD — on-board diagnostics), затем он транслирует изображение на светоотражающее покрытие. Картинка с показаниями (скорость, расход топлива, знаки движение и прочее) выводится на лобовое стекло или выдвижной экран, расположенный на передней панели. Для справки заметим, что на сегодняшний день обе схемы производятся уже серийно.

Блок OBD располагает довольно объемным пакетом информации, которая при необходимости отображается на проекционном дисплее системы HUD, а именно: обороты силового агрегата, фактическая скорость, расход и запас топлива, температура охлаждающей жидкости, справка о неисправностях, показания датчиков и многое другое. После того, как в автомобилях стали активно использоваться навигационные системы, была разработана возможность проекции на лобовое стекло или дисплей маршрута движения с указанием дорожных знаков.

По прошествии некоторого периода времени, монтаж систем на серийные модели автомобилей стал массовым, различные компании занялись производством разнообразных электронных дополнений и гаджетов, которые способны взаимодействовать с системами машины и выполнять разнообразные функции. Сегодня, например, чтобы создать альтернативу проекционному дисплею достаточно загрузить на смартфон определённое мобильное приложение и разместить телефон на передней панели или в ином подходящем для проекции месте. Правда, смартфоны не отображают информацию в полном объёме и качество их сигнала зачастую оставляет желать лучшего.

Конечно, отмечены и проблемы в работе системы HUD (Head-up Display), например, появление невнятной графики при определённой интенсивности освещения, особенно при попадании прямых солнечных лучей. Разработчики постоянно трудятся над устранением упомянутых проблем, занимаясь корректировкой и усовершенствованием отображающих поверхностей дисплеев.

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОЕКЦИОННЫЕ ДИСПЛЕИ ИЛИ НОВАЯ ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ

Модернизация проекционных дисплеев тесно переплетается с дополнением реальности. Активно задействуется бортовая электроника автомобиля способная проводить анализ окружающей обстановки и фиксировать её элементы. Это относится к пешеходам, дорожным препятствиями и знакам, разметке, транспортным средствам, направлениям в которых движется объект и, с какой скоростью. В обозримом будущем автолюбителям предстоит освоить системы HUD (Head-up Display), которые будут контактировать с сервисами инфраструктуры (Car-to-X) или другими автомобилями (Car-to-Car).

Системы последнего поколения обозначаются единым термином “AR-HUD”. К их разработкам вплотную подошли ещё лет 15 назад. Сегодня большинство данных устройств готовы к эксплуатации. Помимо общей информации, поступающей от приемника OBD, они могут добавлять оперативную сводку о происходящем на дороге в реальном времени (текущая погода, перекрытие дорог в связи с ремонтными работами или авариями и многое другое).

Изначально конструкции проекционных дисплеев системы HUD были зеркальными. Они накладывали проекционное отображение на реальность. Это позволило увеличивать угол изображения и настраивать виртуальное расстояние от картинки до глаз водителя. Например, стрелки навигации можно было вывести непосредственно на проезжую часть.

С практическим использованием данной разработки возникли сложности. Сам комплекс требовал слишком много места для интеграции в салоне автомобиля. К примеру, устройству, предложенному немецкой компанией Continental (справочно: известный производитель шин и ремней ГРМ), необходимо было целых 13 литров салонного объёма! Естественно, разместить его под панелью приборов было практически нереально, поэтому автопроизводители отнеслись к данной инновации довольно холодно. Пришлось разработчикам концентрировать усилия над приданием конструкции максимальной компактности.

Спустя несколько лет решение было найдено, в результате чего зеркальный проектор сняли с производства, едва он успел там появиться. На сегодняшний день используется голография — оптические волноводы. Источниками света выступают светодиоды и лазеры. Разработка дорогая, но компактная и чрезвычайно перспективная. Новый проектор в состоянии увеличить изображение на всю площадь лобового стекла.

Для справки заметим, что в 2015 году канадские ученые провели около десятка экспериментов и смогли доказать, что из-за переизбытка визуальной информации, водитель, примерно, в 10% случаев упускает наиболее важные сведения или воспринимает их искаженно. Благодаря экспериментам, стало ясно, что современные виртуальные системы AR-HUD не стоит использовать необдуманно. Со слов ученых, большой объем информации, который получает водитель, ухудшает его концентрацию и внимание. В свою очередь, многие изготовители подобных систем, позиционируют на рынке свои модели, как устройства, повышающие безопасность (деньги же нужно, как-то зарабатывать).

Как итог добавим, что на текущем временном этапе XXI века, проекционные дисплеи системы HUD (Head-up Display) не оснащенные функциями виртуальной реальности полностью соответствуют современным тенденциям, предлагая водителю самую необходимую полезную информацию, помогающую в управлении транспортным средством.