О новых военных технологиях мобильных экранов

Как владелец карманника (весь приведенный ниже текст, между прочим, набирался и обрабатывался на Pocket PC устройстве с раскладной клавиатурой — моем неизменном спутнике жизни), я естественно стараюсь следить за новинками в этой области. Но очередной номер журнала Jane`s International Defence Review (февраль 2003 г.) дал мне понять, что настоящие новинки в сфере карманных компьютеров на самом деле появляются прежде всего у военных. Что, правда, и неудивительно — бюджетные ресурсы у них сами понимаете...

И вот что дало небольшое исследование, опиравшееся на материалы этого журнала и продолженное по сайтам компаний-производителей:

Как и в быту, основной проблемой портативных компьютеров в армии признают экран. И в самом деле, в карманном варианте он слишком мал для отображения большого количества данных, а если делать его покрупнее, то тогда это будет уже не карманный компьютер, а ноутбук, субноутбук или планшет. Который, хоть и крут, но в карман не положишь… Для решения этой проблемы были инициированы серьезные работы по совмещению вывода компьютерного изображения и человеческого зрения. То есть основной концепцией стала идея сделать сам блок компьютера болтающимся где-то отдельно (например, как на одной из иллюстраций, — сзади под бронежилетом), а отдельным модулем к нему компактное устройство, которое даст возможность видеть как то, что выдает нам компьютер, так и окружающий мир. В общем, проблему экрана решили решить радикально. Существующие уже сегодня и даже продающиеся потребителю системы типа очков-телевизоров неудобны — они полностью блокируют зрение оператора, не позволяя ему видеть окружающее. Ему же не фильмы смотреть...

Первоначально основной проблемой таких дисплеев стала, разумеется, технология изготовления. Электронно-лучевые миниэкраны оказались очень дорогими. Обычные LCD — слишком темные и лимитированные по разрешению. Примером современного авиационного устройства вывода информации стал, например, шлем, разработанный Kopin Corp и несущий экраны с разрешением 1280х1024 пикселя (выпуск с октября 2002 г.). Но стоимость таких модулей может достигать десятков тысяч долларов, поэтому, конечно, в массовое потребление не годится.

С распространением идеи носимых на голове дисплеев с авиации (где высокая цена играет не столь существенную роль относительно стоимости самого самолета или вертолета) на сухопутные войска проблема разработки эффективных, но относительно недорогих устройств компактного вывода изображения была признана приоритетной.

Вскоре на первое место выдвинулись разработки по LEP технологиям (светоизлучающие полимеры), дающие большее качество изображения, видимость под большими углами и меньшее энергопотребление, чем обычные LCD. Однако все эти экраны сохраняли один важный недостаток — как ни совершенствуй их разрешение и качество, все равно остается проблема совмещения изображения, воспринимаемого глазом от окружающего мира и компьютерного изображения.

Прорывом стала разработка компании Microvision, которая подошла к проблеме изображения с принципиально другой стороны. Вместо плоского экрана любого качества было создано устройство, в котором полимерное микрозеркало (1 мм²), контролируемо вибрируя с большой частотой, распределяет световой луч прямо на глаз пользователя, генерируя растровое изображение непосредственно на сетчатке. Такая технология позволяет добиваться очень четкого изображения высокого разрешения (разрешение вообще ограничено тут только системой контроля вибрации), видимого глазом в любых условиях освещения и которое можно делать ярче-темнее относительно остального мира по желанию пользователя.

Такая система, монтирующаяся под маркой Nomad, дает эквивалент монитора с диагональю 43 см. Первое военное применение «Номада» — оборудование саперов и военных техников. На иллюстрации мы видим, как такая система накладывает на видимую картину пользователя данные об измеряемых им токах, позволяя не отвлекаться ни на долю секунды на обозревание отдельных экранов.

Не забыта и «гражданка». Microvision предлагает такой модуль, например, врачам-хирургам. Подключенный к компьютеру с медицинской базой данных, а также к датчикам состояния больного, врач получает цифровые данные, «висящие» в его поле зрения прямо над оперируемыми органами, в то время как в «свободных» областях зрения ему покажут схемы и необходимые советы о человеческом теле. Строителям такие очки будут показывать прямо поверх видимого мира распределение высот рельефа, структуру почвы, расстояния и т.п. Короче, все упирается в программное обеспечение и датчики получения внешней информации. Дофантазировать остальные области применения уже несложно.

Потенциально же фирма обещает накладывание картинок любой степени сложности и насыщенности.

Кроме того, такой проектор очень невелик и может быть смонтирован не только в боевой шлем или каску, но и на обычных очках. На данный момент фирма Microvision заключила контракт на совместную разработку с Silicon Graphics по дальнейшему совершенствованию технологии проецирования изображения на сетчатку.

Второй вариант совмещения реального и генерируемого изображения стал результатом более чем 20 миллионного исследования, проведенного все той же Microvision по заказу армии США. Принцип работы — перед глазом пользователя располагается линза, которая обеспечивает проекцию изображения, поступающего от оптико-электронной системы, которая, в свою очередь, смешивает реальное изображение с данными двух плоских микромониторов (двух — для достижения стереоскопического эффекта). Такие системы пока дешевле в изготовлении и уже достаточно отработаны, чтобы быть запущенными в массовое производство.

Одним из конечных вариантов таких разработок, как показано в статье военного журнала, станет система оснащения сухопутных солдат (в том числе и по знаменитой программе Land Warrior). Как вариант конфигурации всей системы — процессорный блок, размером 7,6 х 12,7 х 1,9 см, содержащий 10 Гб диск, 256 Мб памяти и работающий на т.н. Transmeta процессоре, весь комплект весом в 250 грамм. На таких процессорных блоках (уже существующих и использующихся) может быть установлена операционная система Windows XP или один из «юниксов». Почему-то про карманные разработки «Майкрософта» военные пока не упоминают. Устройство вывода расположено на шлеме или на специальных (и не очень пока маленьких) очках, совмещающих изображение реальности с компьютерным. Небольшие (сантиметра 2 диаметром) линзы по включению системы выдвигаются перед глазами пользователя. На лбу (или в этой области) — камера для получения непосредственно изображения извне. Или несколько камер для большей проработки деталей и стереоэффекта. Из специфичных устройств ввода особо подчеркнуты обязательные GPS, на основе которых компьютер будет знать, где находится пользователь, и датчики его ориентации в пространстве. Уже демонстрируются системы, которые вживую проецируют на реальность названия улиц, пометки, цели и направления во время действий пехотинцев в городе.

Однако вернемся к нашим «мелким» гражданским радостям. Как мне кажется, основной положительной информацией является сам факт активнейшей разработки подобных систем. В самом деле — только представьте себе как вы спокойно надеваете очки (те, кто уже носит очки для коррекции зрения, просто прицепляет на них модуль проектора) и гуляете себе, почитывая книги и играя в игрушки прямо на фоне унылых лиц соседей по метро. (Еще и получая вживую подсказку по какой линии и где мы едем. Это если вы воткнули в свой CF слот карточку GPS. Или что там придумают через годик-другой). И уже совсем не волнует проблема того, как оно лежит в руке, какой у него дизайн... Все равно сам компьютер болтается на поясе рядом с мобильником. Или в гордом одиночестве, если он коммуникатор. Было бы устройство ввода нормальное и удобное (в статье приведена маленькая беспроводная 3D мышка в руке у солдата, но про ее ТТХ ничего не сказано. Я не сомневаюсь, что уж эта проблема решаема на современном уровне техники). Про «шпаргалочные» перспективы для студентов и школьников я просто молчу ;-).

Еще одной милой разработкой Microvision стал Microdisplay. Фирма предполагает встраивать такие устройства, например, в сотовые телефоны наряду с обычным ЖК дисплеем.

Т.е. старый дисплей сохранит свои функции по отображению времени, номеров телефонов, чтению СМС-ок и т.п. Но при желании, к примеру, погулять по Интернету, пользователь легко получает изображение, вполне заменяющее по своим характеристикам монитор. В любом случае на порядок, если не на два превышающее по удобству работу по WAP-у на существующих сейчас маленьких экранчиках. Для КПК, на мой взгляд, это устройство не очень удобно (необходимо держать его правильно направленным относительно глаза), но оно могло бы найти себя как раз в устройствах, хороший экран в которых нужен «эпизодически».

Будем ждать, пока разработки, питаемые военными контрактами, позволят подобным устройствам пройти все проверки и испытания, стать относительно дешевыми и дойти до гражданских пользователей по конверсии. Кстати, снова повторяется знакомая схема — военные-врачи-массовый потребитель. Что же нас ждет в ближайшем будущем?..

В статье использованы иллюстрации с сайта фирмы Microvision. Статья набрана и отредактирована на HP Jornada 565 с помощью раскладной клавиатуры Targus Stowaway.