NVISION08: Audi MMI – 3D-графика в автомобилях будущего
По следам NVISION08: технические подробности, модельный ряд и сроки реализации нового автомобильного интерфейса Audi MMI "3G Infotainment Platform" на базе GPU NVIDIA; шоу новинок от Audi и Maserati
Совсем недавно - в конце июля - новостные ленты облетела интригующая новость: известный производитель автомобилей Audi AG в сотрудничестве с Harman и NVIDIA планирует оснастить следующее поколение своих "топовых" моделей новой развлекательно-информационной бортовой системой.
Изначально - ещё в 2002 году, в первой своей версии, реализованной в Audi A8, технология нового человеко-машинного интерфейса Audi AG обзавелась названием Multi Media Interface (MMI). Теперь на вооружение принимается третья версия технологии - 3G MMI. Впрочем, специалисты из Audi AG также называют своё детище 3G Infotainment Platform, то есть, "информационно-развлекательной платформой третьего поколения".
В рамках конференции NVISION08, проходившей совсем недавно в Сан Хосе, Калифорния, мне посчастливилось принять участие в специальном семинаре, проводившимся совместными усилиями Audi AG и NVIDIA, где удалось узнать множество интересных технических подробностей о новой автомобильной технологии, а также сроки поставки новых моделей, оснащённых системой 3G Infotainment Platform. Более того, на выставке, проводившейся здесь же, в рамках NVISION 08, компания Audi AG продемонстрировала полностью рабочие образцы 3G Infotainment Platform – как в виде отдельного стенда, так и в виде работающей системы, интегрированной в концепт автомобиля.
Всему этому, собственно говоря, и посвящён сегодняшний репортаж. Надеюсь, те наши читатели, которые ожидают в репортажах с NVISION 08 в первую очередь вестей о настольной и мобильной 3D-графике, простят меня на непоследовательность изложения событий. Спешу успокоить всех: этот репортаж с NVISION 08 – далеко не последний.
Презентация под названием "The Advent Of In-Car Visual Computing" (Эпоха автомобильных визуальных вычислений), представленная Матиасом Халлигером (Mathias Halliger), главным инженером подразделения Audi AG по разработке архитектур информационно-развлекательных систем (Infotainment System Architecture), с самого начала ориентировала собравшихся слушателей на вопросы постоянно увеличивающегося объёма информации, необходимой водителю для комфортной и безопасной езды в современном автомобиле. Бортовой компьютер, которому нынче поручены всевозможные развлекательные функции, в первую очередь остаётся источником своевременной информации о ситуации на дороге, и со всеми этими задачами он должен справляться оперативно, не отвлекая водителя от управления автомобилем.
На слайде выше показаны лишь ключевые элементы информационно-развлекательной бортовой системы современного автомобиля. Слайд ниже – это фантазия инженеров Audi на тему "если бы все информационные и развлекательные элементы контроля и управления в автомобиле были представлены дискретными устройствами".
Да, универсальный бортовой компьютер необходим. Как поведал во время презентации Матиас, цикл разработки нового поколения бортового вычислительного оборудования занимает в Audi четыре года, и нынче как раз пришла пора внедрения третьего поколения MMI. Обычно последовательность замены прежнего поколения MMI на новое в модельном ряду Audi идёт от более престижных моделей к более массовым, так будет и в этот раз.
Что из себя представляет нынешнее поколение системы Audi MMI? Суть интерфейса Audi MMI базируется на концепции логического объединения функций управления автомобилем с одной стороны и информационно-развлекательных возможностей с другой.
Система MMI состоит из двух базовых элементов – терминала MMI в центральной консоли и дисплея MMI, цветного или монохромного, интегрированного в приборный щиток. Вся система управляется специальной рукояткой с функциями нажатия и поворота, которая в свою очередь сгруппирована с четырьмя управляющими клавишами, плюс, ещё ряд дополнительных функциональных клавиш с возможностью непосредственного вызова основного меню системы.
Нынешнее поколение интерфейса Audi MMI – это 7-дюймовый QVGA (480х240) широкоформатный ЖК-дисплей с 16-битной передачей цвета, двухмерной векторной графикой, двухмерными же растровыми изображениями, двухмерными шрифтами.
Ещё на самой первой стадии разработки нового поколения интерфейса MMI – стадии постановки технической задачи, инженеры Audi задумались над выбором модели трехмерного представления информации – будет ли это подобие рабочего стола настольного ПК, аналог интерфейса профессионального трехмерного графического пакета, что-то вроде 3D-игры или что-то совсем другое.
В одном сомнения не было: визуальный интерфейс нового поколения должен стать трехмерным. Изначально для создания и отображения визуальной информации были выбраны более современные и качественные стандарты. Так, ЖК-дисплей нового поколения было решено выбрать с разрешением WVGA (800х480), при этом, с 18-битной глубиной отображения цветов и более качественной светодиодной подсветкой. Для разработки трехмерного интерфейса были выбраны открытые стандарты – OpenGL|ES, OpenVG.
Выбор графического чипа было решено произвести из имеющихся на рынке предложений для традиционных архитектур ПК, поскольку это значительным образом упрощает стыковку различных компонентов бортового компьютера и сокращает время написания прикладного ПО.
Несмотря на, казалось бы, простые условия, отбор графического процессора для системы Audi 3G Infotainment Platform был достаточно жёстким. Когда речь идёт о встраиваемых системах, требования всегда жёстче, чем предъявляемые к бытовой технике, и надо ли говорить, насколько они ужесточаются когда речь идёт об автомобильной электронике, обеспечивающей не только удобство, но и безопасность.
В результате длительных экспериментов и жёстких испытаний были выбраны чипы NVIDIA, и теперь Audi и NVIDIA являются долгосрочными партнёрами в разработке систем MMI. Какой именно графический процессор, какое поколение GPU NVIDIA было выбрано в качестве основы для 3G Infotainment Platform, докладчик так и не сообщил, но не думаю, что оглашение названия чипа журналистам что-то бы изменило.
Посмотрите на слайд ниже, схематически отображающий блок-схему бортового компьютера для автомобилей Audi нового поколения. Кроме программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA), необходимой для формирования специфических автомобильных функций (климат-контроль и пр.), перед нами – архитектура типичного встраиваемого ПК.
Правда, в случае с автомобильной бортовой системой специфики в любом случае будет хоть отбавляй. Система оснащена ёмким накопителем (40-Гб винчестер, до 10 Гб ёмкости которого можно отвести под музыкальные записи) и интерфейсом для работы с внешним DVD-проигрывателем. Она работает с аудио, ТВ, информационными каналами данных, обладает встроенными функциями телефона и навигационной системы – и всё это под единым управлением.
Особенность нового интерфейса – поддержка навигационных трёхмерных карт, предлагающих детальную перспективу близлежащих улиц "с высоты птичьего полёта". Такие карты в настоящее время подготавливаются для наиболее крупных городов мира (соответственно, с наиболее запутанной и разветвлённой топологией), но со временем количество таких карт будет расти. Разумеется, пользователь имеет возможность отрегулировать и высоту обзора, и цвета отображения тех или иных объектов. Встроенная навигационная система укажет стрелкой оптимальный путь, а также предложит путь с наименьшим расходом топлива.
Интересно, что уже в этом поколении бортовой системы Audi реализован интерфейс голосового ввода данных в навигационную систему на нескольких европейских языках, при этом разработчики утверждают, что в большинстве случаев не понадобится произносить название по буквам.
То же самое относится к информационной базе встроенного четырехдиапазонного GSM-телефона, которая теперь способна хранить до 5000 записей, в каждой из которых – до пяти телефонов для каждого абонента. Телефон будет включаться при вставке ключа зажигания, при этом встроенный чип Bluetooth обеспечит безопасность разговоров в дороге, а функция считывания данных из SIM-карты в память системы обеспечит простую удобную синхронизацию.
Для развлечения в пути водителя и пассажиров новая система Audi MMI предлагает возможность просмотра DVD-видео с многоканальным звуком в формате Dolby Digital 5.1; воспроизведение музыки с CD и карт SD, в том числе в форматах MP3, AAC и WMA. Дополнительные модули – вроде Audi Music Interface, позволяют подключать mp3-плееры iPod, плюс, для работы с различной аудио/видео техникой предусмотрен порт USB. Ещё одна опция – приёмник цифрового радио DAB (Digital Audio Broadcasting) – будет доступна в регионах с поддержкой этого формата. Также имеется внешний модуль аналогового/цифрового ТВ-приёмника. Флагманская модель Audi A8 будет оснащаться дополнительными модулями производства известной датской компании Bang & Olufsen.
Всем хозяйством управляют два процессора – центральный 800-МГц чип и 500-МГц DSP. Единый "радио-модуль" также полностью разработан в Audi.
Теперь, возможно, наиболее интересная информация – для тех, кто действительно ожидает выпуска автомобилей с новой бортовой электроникой. Как было сказано на презентации, вслед за седанами Audi A8 ближе к весне следующего года появятся модели Audi A6 и Audi Q5; за ними стартуют поставки новых моделей S5, A5, A4, Q7. Чуть позже – ближе к середине 2009 – в США и Канаде будут начаты продажи сразу десяти новых моделей.
А что же дальше?
Разумеется, инженеры Audi AG, закончив разработку бортовой информационно-развлекательной системы, не сидят сложа руки. Работа над четвёртым поколением бортовых компьютеров Audi идёт полным ходом. Скажем Матиасу Халлигеру большое спасибо за интересные подробности о грядущих технологиях.
Судя по рассказу Матиаса, четвёртое поколение Audi Infotainment Platform будет как минимум обладать определённым интеллектом. Спору нет, распознавание речи, реализованное в третьем поколении – тоже огромный прорыв, но дальше бортовые компьютеры Audi будут учиться… распознавать ситуацию на дорогах.
Да, именно так: распознавать знаки, давать боковой и задний обзор, помогать при парковке, обеспечивать ночное видение и ещё множество самых необычных функций.
Требования к боковому дисплею четвёртого поколения бортовой системы MMI значительно ужесточатся – разработчики говорят о разрешении порядка 1680х640 точек. Впрочем, одного дисплея к тому времени будет маловато, и предполагается, что информационный дисплей, расположенный непосредственно перед лицом водителя, будет цифровым, с ещё большим разрешением – до 1920х640 точек!
На такую впечатляющую систему визуального отображения данных возлагаются просто немыслимые по нынешним временам функции. Только представьте, что информация, обрабатываемая GPS-приёмником и поступающая на боковой дисплей в виде трехмерной карты, будет также транслироваться на дисплей за рулевым колесом, где будут показываться более подробные детали маршрута (или всё что угодно по запросу водителя).
Специально для наших читателей я записал небольшой видеоролик с демонстрацией примера работы навигационной трехмерной системы четвертого поколения.
Разумеется, столь возросшие требования к трехмерному графическому интерфейсу потребуют использования совершенно других поколений графических чипов, и здесь однозначно было подчёркнуто, что новое поколение своих бортовых систем Audi AG будет также разрабатывать в тесном сотрудничестве с NVIDIA.
К вящему удовольствию посетителей, представители Audi AG не ограничились лишь презентацией и стендом, где, на экране монитора, демонстрировали ключевые возможности нового интерфейса.
Во-первых, для посетителей выставки непосредственно на второй этаж San Jose Convention Center, в середину выставочной экспозиции, были выкачены два автомобиля с новым поколением бортовых компьютеров, 3G Infotainment Platform. Этими моделями стали Audi S5 и Audi Q7 4.2 Premium; фото последней представлены на снимках ниже. Самые любопытные посетители могли изучать интерфейс MMI не только снаружи, но даже, дождавшись очереди, разместиться внутри автомобилей и ощутить себя водителем будущего.
Помимо этого, на специальных стендах Audi AG система 3G Infotainment Platform была представлена в состоянии "без автомобиля", то есть, непосредственно вся информационная часть плюс управление и внешние элементы вроде DVD-проигрывателя. Впечатляет.
Ещё одним впечатляющим сюрпризом для посетителей выставки в рамках NVISION 08 стала демонстрация автомобиля Maserati.
При этом, на выставке показали не только автомобиль, но и его информационно-развлекательный бортовой компьютер – в отдельном модуле.
Сегодняшний репортаж на этом позвольте закончить. Однако этим открытия и интересности конференции NVISION 08 не исчерпываются. Можно сказать, что мы пока лишь начали. Так что – до следующих встреч, продолжение следует.
Ссылки по теме:
- Один день в калифорнийской штаб-квартире NVIDIA
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является нарушением российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
