Свет во всём тоннеле. Будущее автомобильной лампочки

Мы заглянули в будущее и узнали, что фары будут летать отдельно от автомобиля. И не только это

Тёмный и очень секретный испытательный тоннель компании Audi спрятан на глубине 10 метров под землёй и протянулся на 120 метров в длину. «Пятидесяти нам уже не хватает», — гордо комментируют ТТХ этой высокотехнологичной «норы» инженеры Audi, отвечающие за световые технологии, ведь появились лазерные фары, которые «лупят» на полкилометра! Но для целей проектирования достаточно и такой лаборатории, потому что на дальнем рубеже можно работать с каждым видом света, даже если все они включены одновременно: лазерные лучи нового купе R8 LMX чётко высвечивают фанерного кабанчика, и без того залитого мощным светодиодным дальним. Светодиоды, лазеры — а в чём вообще разница, что лучше и как вообще будут освещать себе дорогу автомобили завтрашнего дня?

Компания Audi является одним из лидеров в области разработки и внедрения автомобильных световых технологий, поэтому её инженерам есть о чём рассказать. Мы побывали в том самом загадочном чёрном тоннеле, который хранит световые секреты будущего, и узнали, что в качестве самых безумных фантазий инженеры немецкой фирмы видят, например, отдельный «дрон», который летит перед пилотируемым без участия человека автомобилем и подсвечивает место парковки или вход в найденный прямо во время поездки ресторан. Ну а если заглянуть не на 15 лет вперёд (к тому времени отдельные представители человечества уже хотят создать колонию на Марсе), а хотя бы на 5?

В этом «мультике» можно увидеть, как свет функционально оживает на поверхностях кузова автомобиля будущего, а также как лазерная фара представлена в виде автономного летающего модуля, сопровождающего автомобиль. Конечно, это фантазии, но без них невозможен сам прогресс

Светодиоды? Лазер? Матрица!

Об истории автомобильной фары вы можете прочитать в нашем специальном материале, а на сегодняшний день актуальны технологии галогенового, ксенонового, светодиодного и лазерного головного света. Причём первые два решения стремительно устаревают, а им на смену приходят диоды. Главное преимущество последних не в характеристиках свечения, а в том, что благодаря небольшим размерам они дают возможность компоновать их как угодно. В этом и суть технологии матричного светодиодного света, которая позволяет всегда ездить с дальним светом без ослепления других водителей. Как это работает — уже рассказывал Алексей Кованов, но вкратце повторю ниже.

В простейшем понимании матрица — это поле из сегментов. В матричном модуле дальнего света каждая ячейка содержит в себе светодиод с собственным отражателем, и когда включены все светодиоды матрицы, освещение максимально. Но по сигналу датчиков и камер управляющая электроника фары может гасить матрицу не целиком, а посегментно — например, только один столбец, или полтора Г-образно или в любой другой конфигурации, которую позволяет разрешение матрицы. Например, модуль у седана А8 содержит 5×5 светодиодов: пять столбцов и пять строк, итого 25 в каждой фаре, а суммарно дальний свет двух фар формируют 50 диодов. И каждый из них электроника может погасить, что изменит форму светового пятна и позволит «закрасить» его в нужной области, дабы не ослепить других водителей. Это и есть основная идея матричного диодного света — всегда ездить с дальним, который никого при этом не ослепит.

Нам дали возможность попробовать матричный свет в реальных условиях: на выбор предоставили A6 Avant, A7 Sportback, A8 и TT, в навигаторы которых были вбиты пролегающие по самым тёмным дорожкам маршруты близ Ингольштадта. Перед стартом включаем режим фар «авто», и на этом об управлении ими можно забыть. Автомобиль будет сам гасить синюю пиктограмму на приборке в населённых пунктах, где дальний отключается полностью, и зажигать её вновь на неосвещённых шоссе. Когда едешь с такими фарами во тьме, замечаешь две вещи. Во-первых, диодный свет практически не отличается от хорошего ксенонового ни по температуре, ни по дальности. А во-вторых, обращает на себя внимание чуть заметный рисунок по всей площади светового пятна — это едва уловимые границы пучков света от отдельных диодных модулей матрицы. Но чем больше в ней элементов, тем незаметнее эти «прожилки».

Вот из низины бьёт вверх встречный пучок мощного света, но, завидев наш «прожектор», водитель переключается на ближний. Моя А6 мгновенно реагирует на появившийся из-за перегиба трассы автомобиль, и ещё секунду назад ярко освещённая встречная полоса в нужной области погружается в тень, которую прорезает только ближний свет проезжающий мимо машины. Мгновение — и трасса вновь освещена, будто футбольный стадион во время финала чемпионата мира. Чем больше в матрице светодиодов, тем аккуратнее Audi может огибать светом нужные объекты. Это стало заметно, как только я пересел в новую TT с матрицей меньшего разрешения — в отличие от универсала A6, спорткупе не могло точно «обнять» пучком попутный транспорт с захватом обочины, а лишь аккуратно ограничила дальность свечения где-то в районе его заднего бампера.

Теперь разберёмся с лазерами. Все немногочисленные на сегодняшний день серийные автомобили с лазерным светом используют лишь часть его преимуществ, а именно увеличенную дальнобойность луча. Так, в новом суперкупе Audi R8 LMX лазер прожигает тьму аж на 500 метров вперёд, в то время как светодиодный дальний вдвое короче. Но что если объединить лазерную и матричную технологии? В конце прошлого года Audi представила концепт prologue, который обладает именно такими фарами. Здесь матрица представляет собой четыре с лишним сотни тысяч индивидуально управляемых микрозеркал, которые расщепляют лазерный луч на соответствующее количество «пикселов» в пространстве перед автомобилем. Это даёт разработчикам и дизайнерам невероятную свободу фантазии — в воздухе и на дороге такими фарами можно нарисовать всё что угодно, не говоря уж про сверхточное затемнение отдельных участков. Вплоть до динамической области, в которой находятся одни лишь глаза водителя встречного автомобиля.

В этом фильме показаны новые возможности, которые открывает матрично-лазерная технология. Это коммуникация с пешеходами посредством «рисования тенью» на освещённой проезжей части, проецирование ширины автомобиля на реальный участок проезжей части, выделение (и отпугивание) дополнительным пучком света возникающего на пути автомобиля пешехода, а также высокоточное огибание световым пучком встречного и попутного транспорта. В главной роли — как раз концепт
prologue

Не фарами едиными

Ощущение погружения в научную фантастику продолжается (если не усиливается), стоит прикоснуться к технологиям заднего и бокового освещения, на пороге внедрения которых находится Audi. Одно из интересных решений — задний лазерный габаритно-противотуманный свет (пока его функционал выглядит слегка размыто). Он отображается в виде тонкой красной горизонтальной полосы на дороге в 25 метрах позади излучающего его автомобиля, как бы предупреждая: держи дистанцию! Когда направленный вниз лазерный луч проходит сквозь водяную взвесь тумана, он делает капли визуально различимыми и принимает форму красного треугольника. Ещё одна перспективная технология для использования в задних фонарях — органические светодиоды.

Состоящая из 116 элементов модель (это не компьютерная графика, а реальный объект, который мы трогали своими руками) демонстрирует, как можно визуализировать различные образы с помощью технологии органических светодиодов — вместе с углом зрения меняется и картинка. Правда, органические светодиоды достаточно капризны: они требуют полной герметичности модулей, так как боятся влаги и кислорода, а также серьёзного терморегулирования системы, так как несовместимы с температурой выше 80 градусов Цельсия

Обычные светодиоды состоят из полупроводниковых кристаллов, а органические в изначальном состоянии представляют собой пасту, которая сверхтонким слоем наносится на носитель (например, стеклянные пластинки) и светится при подаче на неё электрического напряжения. Это открывает новые возможности в плане дизайна и способа донесения до окружающих световой информации, ведь свечение органических диодов может быть неравномерным по всей площади каждого модуля или динамически менять яркость. Другой вариант художественного применения технологии — использование органических диодов на поверхности кузова автомобиля, где свет как бы оживает. Например, автомобиль сможет подсвечивать контуры кузова или отдельные элементы соответственно перемещению владельца вокруг него.

Причем оживший свет — это не фантазии. Это реальность! Активные стоп-сигналы были применены на Audi ещё в 2008 году, и с тех пор многие модели этой марки способны пульсировать тормозными огнями с высокой частотой, когда водитель резко тормозит со скоростей выше 50 км/ч. Другой пример — динамические указатели поворота, которые в 2012 году дебютировали на Audi R8 и получают всё большее распространение. Суть технологии в том, что диоды светового модуля указателя поворота загораются не одновременно, а поочерёдно в направлении поворота, повышая информативность сигнала и однозначность восприятия. Но это решение может служить и эстетическим целям, если запрограммировать, например, включение диодов матрицы дальнего света по очереди, словно софиты на театральном представлении.

С помощью света дизайнеры Audi также решают задачу фирменной идентичности. Ведь зажжённые фары видны издалека, поэтому они (а именно — дневные ходовые огни) и призваны определять автомобиль как Audi и по мере его приближения указывать на модель. По словам немцев, диодный «дневной взгляд» А8 излучает власть и хватку, у А3 он острый и динамичный, а оптика нового кроссовера Q7 содержит «энергичный рельеф». Наконец, ходовым огням концепта prologue придали свойство абсолютной лёгкости — всё это демонстрируется на видео ниже.

В ближайшем будущем дизайнеры
Audi планируют с помощью матричного света наделять один и тот же автомобиль возможностью менять «взгляд» фар в зависимости от дорожной ситуации. Например, на скоростной трассе сфокусированный и серьёзный, а в городе — расслабленный и открытый

В финальном ролике собраны короткие сюжеты из фантастической световой лаборатории Audi: освещение тоннеля; демонстрация асфальта на полу, который позволяет точнее моделировать дорожные условия; поочерёдная работа всех элементов матричной светодиодной фары Audi A8 во всех режимах; светотехника в разобранном состоянии; органические диоды в задней оптике; «трёхмерная» конструкция концептуальной диодной фары; динамическая подсветка интерьера будущего; скульптура из органических светодиодов; масштабная модель наружной динамической подсветки кузова; утопичная фантазия на тему проекционной световой графики на корме. Смотрите и мечтайте.

Дмитрий Ласьков
Иллюстрации и видео компании Audi

Подпишитесь на нас