Голография на лобовом стекле: когда нам ждать стёкол-дисплеев?

Все сталкивались с ситуацией, когда взгляд на экран навигатора, приборную панель или экран смартфона отвлекал от управления автомобилем. А некоторые даже попадали из-за этого в аварию. Так случилось и с владельцем маркетингового агентства Виталием Пономаревым. В 2008 году он серьезно заинтересовался дополненной реальностью (augmented reality, AR) и решил уговорить серьезных инвесторов вложить в дело всего каких-то 100 млн долларов. «Я ездил по всему миру и доказывал инвестфондам, что через несколько лет AR будет везде, — смеется Виталий. — Отвлекшись на навигатор, я чуть не попал в аварию. И пазл сложился: вот она, моя дополненная реальность. Прямо здесь. На лобовом стекле».

Полтора ведра

Head-up-дисплеи в то время новинкой не были. Например, немецкая компания Continental — мировой лидер в их производстве — устанавливала HUD в автомобили BMW, Audi и Mercedes с 2003 года. Традиционные устройства отображения информации на лобовом стекле — очень сложные приборы с изогнутыми зеркалами и сферической оптикой. И что критически важно, требующие большого объема, примерно 18 л — полтора обычных ведра! А ведь разместить эти полтора ведра нужно в районе рулевого колеса — одной из самых значимых точек автомобиля. Поэтому HUD оснащаются большие дорогие авто, которые изначально спроектированы с местом под дисплей. Неудивительно, что за установку проекционного дисплея в дилерских центрах немецких автомарок с вас попросят не меньше 100 000 рублей. Ну а на обычных машинах классический HUD не увидишь.

Виталий Пономарев Основатель и CEO компании WayRay, изобретатель Обучался в Российской академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации по специальностям «экономика», «управление инновационными проектами». В 2012 году основал проект WayRay, который за четыре года превратился в международную компанию с офисами в России, Швейцарии и США. В 2015 году вошел в топ-100 выдающихся инноваторов Швейцарии по версии газеты L’Hebdo.

Барс-монстр

Кроме габаритов и сложности конструкции, у традиционных head-up-дисплеев есть и еще один недостаток: они выдают плоскую картинку на расстоянии 20 см от лобового стекла. То есть водителю все равно приходится перефокусировать взгляд. А Виталий Пономарев решил получить изображение на расстоянии 10−20 м. По его замыслу, картинка должна стать объемной. Не стереоскопической, а настоящей, голографической. Несмотря на финансовое образование, в физике Виталий разбирался очень даже неплохо. Занимаясь поиском инвесторов, он многое узнал о новых технологиях. Интуиция подсказывала ему, в каких областях нужно искать специалистов. Как правило, у истоков подобных компаний стоят два человека: один — гуру в области маркетинга, второй — технический гений. С маркетингом все было в порядке, дело оставалось за технарем. История обретения технического директора будущей WayRay уже вошла в кейсы хедхантеров: Виталий просто запустил поиск по словам «лазеры», «микроэлектроника» и «IT» на «Хабре», культовом сайте технологических гиков habrahabr.ru. В топе ответов поисковик выдал: Михаил Сваричевский с ником BarsMonster. «Теперь этот монстр мой», — шутит Пономарев.

Между стекол

В 2012 году Виталий с Михаилом начали собирать первые гигантские прототипы на основе стандартной оптики, чтобы определить, насколько интересным будет эффект. Стало понятно, что так нужного изображения и требуемых габаритов не добиться. Пришла идея использовать плоскую линзу Френеля типа тех, которые устанавливают на задние стекла автомобилей. Эта прозрачная пленка наклеивается или вваривается между стекол триплекса и работает как часть оптической системы. Решили создать линзу Френеля для нескольких длин волн, и оказалось, что это голограмма — голографический оптический элемент (holographic optical element, HOE). Самый обширный опыт работы с голографическими материалами в России в ФИАН — Физическом институте имени П. Н. Лебедева. Именно туда отправились коллеги за новыми технологиями. Начинали с голограмм на серебре, пытаясь понять, можно ли вообще делать голографические элементы большой площади, постепенно перешли на прототипы прозрачных фотополимеров. Сделали объемную трехмерную голограмму, на которой записана дифракционная решетка — по сути, виртуальный оптический элемент, преобразователь волнового фронта, который отражал волны нужной длины, а остальные пропускал.

Идея устройства, которое проецирует навигационные сведения на лобовое стекло автомобиля, пришла к Виталию, когда он отвлекся на навигатор и чуть не разбил машину. Концепция постепенно дополнилась подключением к интернету, технологиями социальной сети и дополненной реальности.

«Что здесь инновационного? — опережает мой вопрос Виталий Пономарев. — Голографию изобрели не мы. Фотополимеры тоже. И попытки делать HUD на голографических элементах были до нас. Но тогда не было дешевых лазеров и фотополимеров, которые подходят под наши требования: прозрачность и отсутствие host-эффектов. Мы занялись head-up-дисплеями как раз в тот момент, когда все это появилось. Наш небольшой стартап быстрее других создал средства проектирования и производства, невозможные в условиях крупной компании, и стал первым». Впрочем, неправильно считать WayRay технологическим интегратором: в компании работают физики, инженеры-механики, оптики, программисты. Даже средства проектирования они применяют нестандартные: их пришлось модифицировать, чтобы они могли считывать системы с «ненормальными» оптическими компонентами.

Alibaba и сорок разработчиков

Наша редакция вдоволь наигралась с прототипом HUD. Его размер — с небольшой чемодан — огромный прогресс: первые прототипы занимали все пассажирское сиденье справа от водителя. Штука действительно впечатляющая, фотографии и видео не передают всей полноты генерируемой дополненной реальности. Осенью выпустят и коммерческий образец голографического навигатора Navion: в комплект войдет небольшая коробочка с лазерным проектором и специальная пленка, превращающая лобовое стекло в экран. Он будет стоить около 500 долларов. А в следующем году на дорогах появится первый автомобиль со встроенным AR-решением WayRay. В начале 2016 года компания договорилась о реализации пилотного проекта с Banma Technologies — совместным предприятием Alibaba Group и крупнейшего китайского автопроизводителя SAIC Motor.

В рамках проекта будет разработана AR-инфотейнмент-система, которую внедрят в массовое производство одного из автомобилей в 2018 году. На вопрос, почему решили обратиться к китайцам, а не к европейцам, Виталий отвечает просто: китайцы готовы рисковать и очень быстро работают. И к тому же акционер Banma — интернет-гигант Alibaba Group, который в марте инвестировал в WayRay 18 млн долларов, в одночасье сделав компанию Виталия Пономарева всемирно знаменитой. «Нас не купили, нашу компанию проинвестировали, — подчеркивает Виталий. — Alibaba является миноритарным акционером. Мы сохранили контроль». Впрочем, это не первые инвестиции. Около 10 млн долларов вложили российские частные инвесторы, имен которых Пономарев не называет. Один из них профессионально разбирается в современной оптике — именно он первым поверил в перспективы технологии.

Однако автомобильные голографические навигаторы для стартапа всего лишь этап на пути к цели. «Мы хотим стать компанией номер один на рынке неносимых устройств дополненной реальности, — говорит Виталий. — Любая прозрачная поверхность может стать дисплеем для трехмерного изображения». Компания уже работает над прототипами новых устройств. Судя по всему, они будут связаны с развлечениями.