Системы Head-up Display: от недалекого прошлого до ближайшего будущего. Разбираемся, как устроены и нужны ли они водителям. Автор Сергей Зиновьев.
Системы Head-up Display (HUD) заимствованы у военной авиации, где изначально разрабатывались для оптимизации наведения прицела. Пилоты штурмовиков давным-давно имели возможность считывать важные данные не с приборов, а с прозрачного экрана, дабы не отвлекаться от обозревания окружающей обстановки. Дословно head-up display – дисплей для поднятой головы, но у нас устоялось название «проекционный дисплей».
![HUD HUD](https://uzr.com.ua/wp-content/uploads/2020/02/hud_1.jpg)
На серийный автомобиль система HUD впервые пришла в 1988 году стараниями концерна General Motors – ее, в монохромном исполнении, получил седан Oldsmobile Cutlass Supreme. Затем появились и цветные версии, поначалу только в премиальном сегменте. В наши дни HUD постепенно обживает и более простые машины.
Как это работает
Принцип довольно прост. Электронный блок-проектор получает данные из диагностического блока OBD (on-board diagnostics) автомобиля, обрабатывает их и отправляет картинку на светоотражающее покрытие. Изображение выводится на ветровое стекло или выдвижной прозрачный экран – серийно реализованы обе схемы.
Все данные, которыми располагает OBD, могут быть вынесены на экран: скорость, обороты двигателя, температура охлаждающей жидкости, количество топлива, сведения о неисправностях… Вплоть до показаний любого датчика. С появлением бортовых навигаторов стало возможно «выложить» на стекло маршрут и подсказки о дорожных знаках.
Спустя некоторое время после начала массовой установки системы HUD на серийные автомобили стали появляться различные эрзацы – гаджеты, стыкуемые с автомобильной электроникой и выполняющие те же функции. А в наши дни можно вкусить все прелести HUD, просто скачав мобильное приложение и установив смартфон над панелью приборов. Правда, «телефонные» изображения страдают бликами и скверным качеством, а спектр отображаемой информации ограничен.
Некоторой проблемой остается невнятная работа HUD при разных условиях освещения, особенно при ярком солнце. Заводы устраняют этот недостаток, корректируя рабочие характеристики отражающей поверхности и проектора. В случае со смартфонами эту задачу никто решать не собирается – и так сойдет.
Дополняем реальность
Дальнейшее развитие HUD связано с применением дополненной реальности (augmented reality, AR). К делу подключается штатная электроника автомобиля, умеющая анализировать окружающую обстановку и распознавать ее элементы – разметку, пешеходов, дорожные знаки, транспортные средства, направление движения объектов, их скорости и ускорения. А если заглянуть еще чуть дальше в будущее, с HUD смогут контактировать сервисы общения между автомобилями (Car-to-Car) и с инфраструктурой (Car-to-X).
![Б. Голографический волновод В. Формирование виртуаль- ного изображения Источник света (LED или лазеры) Проекционный объектив Прозрачная панель Голограмма Отображение реального мира «Картинка», видимая водителем HUD](https://uzr.com.ua/wp-content/uploads/2020/02/hud_chem1.jpg)
1. Источник света (LED или лазеры) 2. Проекционный объектив 3. Прозрачная панель 4. Голограмма 5. Отображение
реального мира 6. «Картинка», видимая водителем
Для систем нового поколения устоялось общее обозначение AR-HUD. К разработкам приступили в начале века, и вскоре многие компании доложили о готовности новых устройств к внедрению. Объединяет их возможность добавлять к данным, поступающим от OBD, оперативные сведения о дорожной обстановке.
Поначалу в конструкции таких HUD обычно применялась система зеркал, которые совмещали созданную проектором картинку с реальным миром. Попутно это позволяло достичь большего углового размера изображения и варьировать виртуальное расстояние от глаз водителя до формируемой картинки. Например, «рисовать» стрелки навигации прямо на дороге.
![HUD HUD](https://uzr.com.ua/wp-content/uploads/2020/02/hud_4.jpg)
Практическое применение сдерживалось тем, что комплекс устройств занимает большой объем. Одна из разработок компании Continental, в частности, тянула на 13 литров, схожий объем – у стандартного ведра. Попробуйте разместить его под панелью приборов, где и так яблоку некуда упасть. Естественно, это не вызывало прилива энтузиазма у производителей автомобилей, которые экономят каждый грамм и сантиметр. И разработчики стали ломать голову над более совершенными и компактными конструкциями.
![HUD HUD](https://uzr.com.ua/wp-content/uploads/2020/02/hud.jpg)
Решение нашли довольно быстро, – фактически зеркальный вариант устарел, едва встав на конвейер. Сегодня более актуальна голография с использованием оптических волноводов, где источник света – светодиоды или лазеры. Тоже недешево, зато очень компактно и перспективы открываются фантастические. Проектор нового поколения, имеющий те же размеры, что и предшественник, может растянуть картинку почти на всё ветровое стекло. В теории HUD такого уровня, взаимодействуя с интернетом, вполне реалистично покажет водителю не только сведения в привязке к маршруту, например ближайшее кафе, но и наличие там свободных столиков и, если потребуется, меню для заказа. И это отменно согласуется с тенденцией к наделению автомобиля функциями ближайшего друга и помощника водителя.
О чувстве меры
Группа канадских ученых провела в 2015 году серию экспериментов и доказала, что при переизбытке визуальной информации человек в 7–10 процентах случаев пропускает наиболее важную информацию или воспринимает ее искаженно. И предостерегли общественность относительно необдуманного использования AR-HUD. По мнению ученых, увеличение объема информации, получаемой водителем, размывает его внимание и концентрацию. Производители систем, в свою очередь, позиционируют свои детища как устройства, повышающие безопасность.
![HUD HUD](https://uzr.com.ua/wp-content/uploads/2020/02/hud_2.jpg)
А истина лежит где-то посередине. Полезность HUD зависит от чувства меры – и создателей, и водителя, у которого есть возможность добавлять или убирать выводимые данные, оставляя только те, что действительно нужны.
Новости, тест-драйвы, обзоры: подписывайтесь на наш Telegram