NVISION08: Audi MMI – 3D-графика в автомобилях будущего / Цифровой автомобиль

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.

визуальный интерфейс Audi MMI нового поколения

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.

визуальный Audi MMI интерфейс нового поколения

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.

Audi и NVIDIA - долгосрочные партнёры в разработке систем MMI

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

- Обсудить материал в конференции