Голографія на лобовому склі: коли нам чекати стекол-дисплеїв?
Хто хоч раз керував автомобілем з вбудованим проекційним дисплеєм (head-up display, HUD), розуміє, наскільки це зручно. Не потрібно відволікатися від дороги, щоб подивитися на панель приладів і навігатор: вся інформація виводиться на лобове скло. Я познайомився з цією технологією років десять тому, але так і не дочекався, коли ці дисплеї перекочують на масові автомобілі. Судячи з успіхам компанії WayRay, чекати залишилося недовго.
Всі стикалися з ситуацією, коли погляд на екран навігатора, приладову панель або екран смартфона відволікав від керування автомобілем. А деякі навіть потрапляли через це в аварію. Так сталося і з власником маркетингового агентства Віталієм Пономарьовим. У 2008 році він серйозно зацікавився доповненою реальністю (augmented reality, AR) і вирішив умовити серйозних інвесторів вкласти в справу всього якихось 100 млн доларів. «Я їздив по всьому світу і доводив інвестфондам, що через кілька років AR буде всюди, - сміється Віталій. - Відвернувшись на навігатор, я мало не потрапив в аварію. І пазл склався: ось вона, моя доповнена реальність. Просто тут. На лобовому склі ».
півтора відра
Head-up-дисплеї в той час новинкою були. Наприклад, німецька компанія Continental - світовий лідер в їх виробництві - встановлювала HUD в автомобілі BMW, Audi і Mercedes з 2003 року. Традиційні пристрої відображення інформації на лобовому склі - дуже складні прилади з вигнутими дзеркалами і сферичної оптикою. І що критично важливо, що вимагають великого обсягу, приблизно 18 л - півтора звичайних відра! Але ж розмістити ці півтора відра потрібно в районі рульового колеса - однієї з найбільш значущих точок автомобіля. Тому HUD оснащуються великі дорогі авто, які спочатку спроектовані з місцем під дисплей. Не дивно, що за установку проекційного дисплея в дилерських центрах німецьких автомарок з вас попросять не менш 100 000 рублів. Ну а на звичайних машинах класичний HUD не побачиш.
Віталій Пономарьов Засновник і CEO компанії WayRay, винахідник Навчався в Російській академії народного господарства і державної служби при Президентові Російської Федерації за спеціальностями «економіка», «управління інноваційними проектами». У 2012 році заснував проект WayRay, який за чотири роки перетворився в міжнародну компанію з офісами в Росії, Швейцарії та США. У 2015 році увійшов до топ-100 видатних інноваторів Швейцарії за версією газети L'Hebdo.
Барс-монстр
Крім габаритів і складності конструкції, у традиційних head-up-дисплеїв є і ще один недолік: вони видають плоску картинку на відстані 20 см від лобового скла. Тобто водієві все одно доводиться перефокусовувати погляд. А Віталій Пономарьов вирішив отримати зображення на відстані 10-20 м. За його задумом, картинка повинна стати об'ємною. Чи не стереоскопічної, а справжньою, голографічної. Незважаючи на фінансову освіту, у фізиці Віталій розбирався дуже навіть непогано. Займаючись пошуком інвесторів, він багато дізнався про нові технології. Інтуїція підказувала йому, в яких областях потрібно шукати фахівців. Як правило, у витоків подібних компаній стоять двоє людей: один - гуру в області маркетингу, другий - технічний геній. З маркетингом все було в порядку, справа залишалася за технарем. Історія набуття технічного директора майбутньої WayRay вже увійшла в кейси хедхантерів: Віталій просто запустив пошук за словами «лазери», «мікроелектроніка» і «IT» на «Хабре», культовому сайті технологічних гиков habrahabr.ru. В топі відповідей пошуковик видав: Михайло Сваричевського з ніком BarsMonster. «Тепер цей монстр мій», - жартує Пономарьов.
між стекол
У 2012 році Віталій з Михайлом почали збирати перші гігантські прототипи на основі стандартної оптики, щоб визначити, наскільки цікавим буде ефект. Стало зрозуміло, що так потрібного зображення і необхідних габаритів не добитися. Прийшла ідея використовувати плоску лінзу Френеля типу тих, які встановлюють на заднє скло автомобілів. Ця прозора плівка наклеюється або вваривают між стекол триплекса і працює як частина оптичної системи. Вирішили створити лінзу Френеля для кількох довжин хвиль, і виявилося, що це голограма - голографічний оптичний елемент (holographic optical element, HOE). Самий великий досвід роботи з голографічними матеріалами в Росії в ФІАН - Фізичному інституті імені П. М. Лебедєва. Саме туди вирушили колеги за новими технологіями. Починали з голограм на сріблі, намагаючись зрозуміти, чи можна взагалі робити голографічні елементи великої площі, поступово перейшли на прототипи прозорих фотополімерів. Зробили об'ємну тривимірну голограму, на якій записана дифракційна решітка - по суті, віртуальний оптичний елемент, перетворювач хвильового фронту, який відбивав хвилі потрібної довжини, а решта пропускав.
Ідея пристрою, який проектує навігаційні відомості на лобове скло автомобіля, прийшла до Віталія, коли він відволікся на навігатор і мало не розбив машину. Концепція поступово доповнилася підключенням до інтернету, технологіями соціальної мережі і доповненої реальності.
«Що тут інноваційного? - випереджає моє запитання Віталій Пономарьов. - голографії винайшли не ми. Фотополімери теж. І спроби робити HUD на голографічних елементах були до нас. Але тоді не було дешевих лазерів і фотополімерів, які підходять під наші вимоги: прозорість і відсутність host-ефектів. Ми зайнялися head-up-дисплеями якраз в той момент, коли все це з'явилося. Наш невеликий стартап швидше інших створив засоби проектування і виробництва, неможливі в умовах великої компанії, і став першим ». Втім, неправильно вважати WayRay технологічним інтегратором: в компанії працюють фізики, інженери-механіки, оптики, програмісти. Навіть кошти проектування вони застосовують нестандартні: їх довелося модифікувати, щоб вони могли зчитувати системи з «ненормальними» оптичними компонентами.
Alibaba і сорок розробників
Наша редакція вдосталь награлася з прототипом HUD. Його розмір - з невелику валізу - величезний прогрес: перші прототипи займали все пасажирське сидіння праворуч від водія. Штука дійсно вражаюча, фотографії та відео залишають поза передачею всієї повноти генерується доповненої реальності. Восени випустять і комерційний зразок голографічного навігатора Navion: в комплект увійде невелика коробочка з лазерним проектором і спеціальна плівка, що перетворює лобове скло в екран. Він буде коштувати близько 500 доларів. А в наступному році на дорогах з'явиться перший автомобіль з вбудованим AR-рішенням WayRay. На початку 2016 року компанія домовилася про реалізацію пілотного проекту з Banma Technologies - спільним підприємством Alibaba Group і найбільшого китайського автовиробника SAIC Motor.
В рамках проекту буде розроблена AR-інфотейнмент-система, яку запровадять у масове виробництво одного з автомобілів в 2018 році. На питання, чому вирішили звернутися до китайців, а не до європейців, Віталій відповідає просто: китайці готові ризикувати і дуже швидко працюють. І до того ж акціонер Banma - інтернет-гігант Alibaba Group, який в березні інвестував в WayRay 18 млн доларів, відразу зробивши компанію Віталія Пономарьова всесвітньо знаменитою. «Нас не купили, нашу компанію проінвестували, - підкреслює Віталій. - Alibaba є міноритарним акціонером. Ми зберегли контроль ». Втім, це не перші інвестиції. Близько 10 млн доларів вклали російські приватні інвестори, імен яких Пономарьов не називає. Один з них професійно розбирається в сучасній оптиці - саме він першим повірив в перспективи технології.
Глобальний результат
Сьогодні WayRay - технологічна компанія з офісами в Швейцарії, Росії та США. Розробляє навігаційну систему для автомобілів, що використовує принцип доповненої реальності, а також програмно-технічний комплекс для збору інформації про водіння і корекції поведінки водія.
Однак автомобільні голографічні навігатори для стартапу всього лише етап на шляху до мети. «Ми хочемо стати компанією номер один на ринку неносімих пристроїв доповненої реальності, - каже Віталій. - Будь-яка прозора поверхня може стати дисплеєм для тривимірного зображення ». Компанія вже працює над прототипами нових пристроїв. Судячи з усього, вони будуть пов'язані з розвагами.
Стаття «Голографічна реальність» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №8, серпень 2017 ).
«Що тут інноваційного?