Neues 3D-Display von Continental und Leia bringt die dritte Dimension ins Fahrzeug

  • Innovative Lightfield-Technologie bietet allen Passagieren 3D-Erlebnis ohne Spezialbrille
  • Neue Display-Technologie und Content-Plattform für mehr Sicherheit und Komfort
  • Kooperation von Continental und Leia Inc. aus dem Silicon Valley

Ein Stoppschild schwebt rot leuchtend vor dem Bildschirm. Häuserzeilen, die aus dem Navigationsgerät herauswachsen. Das Logo des Autoherstellers, das vor dem Armaturenbrett in der Luft rotiert: Mit solchen dreidimensionalen Effekten will Continental die Display-Darstellung in Fahrzeugen revolutionieren. Das Technologieunternehmen entwickelt derzeit in Zusammenarbeit mit dem US-amerikanischen Unternehmen Leia Inc. aus dem kalifornischen Silicon Valley eine innovative Cockpit-Lösung: das „Natural 3D Lightfield Instrument Cluster“. Die Lösung bringt die dritte Dimension in einzigartiger Qualität in künftige Fahrzeuge. Lightfield- oder Lichtfeld-Displays ermöglichen nicht nur eine komfortable 3D-Wahrnehmung, sie heben auch die grafischen Möglichkeiten durch Hervorhebungen, Akzentuierungen und komplexe Lichteffekte auf ein neues Niveau. Fahrer können so Informationen sicher und in Echtzeit erfassen, der Dialog zwischen Fahrer und Fahrzeug wird noch komfortabler und intuitiver. Zudem ist die 3D-Darstellung für alle Mitfahrer – auf dem Beifahrersitz wie auch auf den Rücksitzen – erlebbar.

„Neue Dimension an Komfort und Sicherheit“

Das neue Lightfield-Cockpit ist ein evolutionärer Schritt im Design des Mensch-Maschine-Dialogs in Fahrzeugen. „Eine der größten Herausforderungen in der Automobilindustrie ist heute, intelligente Konzepte für die Mensch-Maschine-Interaktion zu entwickeln. Lösungen, die das Fahrerlebnis aufwerten und die den Fahrer einfach und effektiv mit seinem Fahrzeug interagieren lassen – ohne ihn dabei vom Verkehrsgeschehen abzulenken“, erklärt Dr. Frank Rabe, Leiter des Geschäftsbereichs Instrumentation & Driver HMI bei Continental. „Das neue Lightfield-Display holt nicht nur die dritte Dimension in neuer Qualität ins Fahrzeug. Wir schaffen mit der innovativen Technologie auch eine neue Dimension an Komfort und Sicherheit im Automobil. Zugleich gibt unsere Lösung jedem Fahrzeughersteller die Möglichkeit, das Fahrerlebnis für seine Kunden aufzuwerten und sich dank individueller Gestaltungsmöglichkeiten vom Wettbewerb zu differenzieren.“ Bis 2022 soll das neue System serienreif sein.

Das autonome Fahren wird die Mobilität entscheidend verändern – insbesondere auch den Aufenthalt im Fahrzeug. Der Nutzer bekommt immer mehr Freiräume für andere Tätigkeiten neben der eigentlichen Fahraufgabe. So wird er etwa Videogespräche führen, im Internet surfen oder Filme anschauen können. „Das Auto ist eindeutig die nächste zu überwindende Grenze für den Mobilfunk“, so David Fattal, Mitgründer und CEO von Leia Inc. „Für uns ist der Pkw eine größere, immersivere Version eines Smartphones mit voller Erfassung der Umgebung in 3D. Somit ist die Umsetzung unseres wachsenden Lightfield-Ökosystems mit Virtual-Reality-Gaming, Video-Streaming, Social-Sharing oder sogar E-Commerce im Fahrzeug eine logische Konsequenz.“ Die Visualisierung von Content auf einem breiten Display, das speziell für Fahrzeuge entwickelt wurde, wird wesentlich raffinierter und unterhaltsamer sein als auf dem Smartphone. Außerdem ermöglicht die neue Technologie, interne oder externe Kamerasysteme für Videoanrufe oder Augmented-Reality-Funktionen zu nutzen. All diese Optionen sollen im Rahmen der Kooperation zwischen Continental und Leia Inc. ausgeschöpft werden.

3D-Lightfield-Content für alle Personen im Fahrzeug sichtbar

Die Lightfield-Technologie von Leia, die Continental in seinem 3D-Display einsetzt, benötigt keine Head-Tracker-Kamera – ein praktischer und kostensparender Vorteil. Darüber hinaus können erstmals auch die Mitfahrer auf dem Beifahrersitz und auf den Rücksitzen das gleiche 3D-Bild von ihren Sitzpositionen erleben. Doch es gibt noch einen weiteren Qualitätssprung, der das neue System von früheren 3D-Verfahren abhebt: Das 3D-Bild des Lightfield-Displays setzt sich aus insgesamt acht Perspektiven des gleichen Objekts zusammen, die je nach Blickposition leicht variieren können. So „wandert“ der Blick auf das Lightfield-Display mit jeder Veränderung des Blickwinkels des Betrachters. Auf diese Weise ist eine außergewöhnlich natürliche Wiedergabe von Informationen auf dem Display möglich. „Mit unserem Lightfield-Display erreichen wir ein vollkommen neues Niveau der 3D-Bilddarstellung“, sagt Kai Hohmann, Product Manager Display Solutions bei Continental. „Entscheidend für die Qualität ist der neu entwickelte Lichtleiter mit Nanostrukturen. Wir brechen das Licht nicht, wir beugen es und lenken es so exakt dahin, wo es für den optimalen 3D-Effekt benötigt wird. Nur mit dieser Technologie wird es möglich sein, den steigenden Anforderungen an Komfort und Sicherheit im Fahrzeuginnenraum gerecht zu werden.“

Continental passt die Technologie von Leia nun für den Einsatz in Fahrzeugen an. Bis vor kurzem kamen entweder Parallax-Barrieren oder Lentikulartechniken zum Einsatz, um einen brillenlosen 3D-Effekt zu realisieren. Dabei wurde die 3D-Wirkung durch eine spezielle Methode der Blockierung oder Brechung von Licht erzielt. Insbesondere die Systeme mit Parallax-Barriere bieten jedoch nur Anwendungen für einen einzelnen Nutzer, weil ein Head-Tracker-System erforderlich ist, um die 3D-Ansichten auf die exakte Kopfposition des Betrachters einzustellen. Bei Anwendungen für mehrere Nutzer, also auch Beifahrer und Passagiere auf den Rücksitzen, können sich diese Systeme außerdem negativ auf die wahrgenommene Bildqualität und die Effektivität der Lichtausbeute auswirken – ähnlich wie bei einem Filter. Für die Automobilindustrie ist bei der Anzeige von Informationen aber höchste Qualität von entscheidender Bedeutung. Die neue 3D-Lightfield-Anwendung bietet deshalb einen entscheidenden Evolutionsschritt gegenüber konventionellen 3D-Displays und ermöglicht einen kristallklaren Bildschirm, auch bei direkter Sonneneinstrahlung.

Nanotechnologie aus dem Silicon Valley

Die Qualität der Auflösung und der Anmutung des „Natural 3D Instrument Cluster“ ist deutlich besser als bei herkömmlichen 3D-Darstellungen. Dies wird mithilfe von Diffractive Lightfield Backlighting (DLB™) von Leia erreicht. Dabei handelt es sich um eine neu entwickelte Technologie, bei der ein Lichtleiter mit Beugungsgittern und Nanostrukturen unter dem Display-Panel für eine präzise Beugung des Lichtes sorgt – und so für einen natürlichen 3D-Effekt. Dieses Lichtleitermodul kann einfach in viele handelsübliche Displays integriert werden. „Leia hat ein Nanofertigungsverfahren in Spitzenqualität entwickelt, das für die Großserien- und Massenproduktion einsetzbar ist und im vergangenen Jahr auf den Markt gebracht werden konnte. Wir haben fortschrittliche Lithografie auf einem großvolumigen Substrat mit hoher Ausbeute und wettbewerbsfähigen Kosten verknüpft und uns dabei auf Erfahrungen von HP und Erkenntnisse aus der kontinuierlichen internen Weiterentwicklung über die letzten fünf Jahre gestützt. Jetzt werden wir diese einzigartige Fähigkeit auf ein noch größeres Volumen ausdehnen und dabei die Sicherheitsstandards der Automobilindustrie einhalten und zugleich auch wettbewerbsfähige Kosten ermöglichen“, erklärt Zhen Peng, Mitgründer und CTO von Leia Inc. Die Lightfield-Technologie von Leia hatte ihr Marktdebüt in den USA bei Smartphone-Displays in Kooperation mit AT&T und Verizon. Die Verbraucher können dort bereits Gaming, Filme, Augmented Reality und das Teilen von Bildern in beispielloser 3D-Qualität genießen. Das Lightfield-Erlebnis besteht aus dem Lightfield-Display und einem umfangreichen Angebot an Automobilanwendungen, die künftig von Continental bereitgestellt werden.

Automobil-Content und Lightfield-SDK

Die Partnerschaft geht über die Hardware hinaus, denn die beiden Unternehmen arbeiten auch bei der Content-Erzeugung und dem Entwickler-Support zusammen. Leia bietet aktuell ein Kreativ-Toolkit an, um Inhalte in das Lightfield-Format umzuwandeln oder in diesem Format zu erstellen, wobei automatische Einstellungen den visuellen Komfort gewährleisten. Für die Lightfield-Projektion des neuen Displays bieten sich viele Anwendungsmöglichkeiten. So werden Warnungen der Fahrerassistenzsysteme in 3D veranschaulicht, Richtungsangaben vom Navigationssystem können noch klarer dargestellt werden, die grafische Darstellung der Einparkhilfe – wie z. B. der Assistent mit 360-Grad-Vogelperspektive – wird in 3D zum echten Hingucker. Und die Begrüßung durch das Fahrzeugsystem kann mithilfe von 3D-Animationen aufgewertet werden, wenn sich zum Beispiel im Cockpit das Herstellerlogo in 3D dreht. „Dabei ist wichtig anzumerken: Die 3D-Animationen unseres neuen Displays fliegen nicht durchs Auto wie im Kino“, erklärt Kai Hohmann. „Wir arbeiten mit der grafischen Tiefe nach hinten und lassen alle 3D-Objekte maximal fünf Zentimeter aus dem Bild heraustreten. Das ist für das Auge entspannter, der Fahrer wird in keinem Falle irritiert.“

Bei der Kooperation soll das Know-how von Continental im Bereich von Informationssystemen und Sensoren genutzt werden, um die Content-Plattform LeiaLoft™ von Leia zu augmentieren. Dies soll es den Autoherstellern und externen Entwicklern ermöglichen, auf einfache Weise „holografische“ Apps für das Fahrzeug von morgen zu kreieren. Mit dem Automotive Software Development Kit (SDK) haben Entwickler Zugang zum Innenraum und zur externen Umgebung des Fahrzeugs in voller 3D-Qualität. Dadurch sind vielfältige Anwendungen von der holografischen Navigation über die Einparkhilfe bis zur Augmented Reality auf dem digitalen Cluster oder zentralen Informationsdisplay möglich. „Wir freuen uns sehr darauf, unsere Lightfield-Plattform für die Automobilindustrie anzupassen. Indem wir bestimmte Sensordaten etwa von Lidar oder Kameras nutzen, werden wir Premium-Anwendungen bereitstellen und gleichzeitig das Mobilfunk-Ökosystem ins Automobil bringen, um das Fahrererlebnis zu optimieren“, so Pierre-Emmanuel Evreux, Mitgründer und President von Leia Inc.

Die Zusammenarbeit mit Leia Inc. wurde von co-pace, dem Start-up-Programm von Continental, initiiert. Durch das Corporate-Venture-Capital-Team von Continental wurde das Engagement dann mit einer Minderheitsbeteiligung weiter untermauert. Co-pace ermöglicht Partnerschaften zwischen innovativen externen Start-up-Unternehmen und Continental.

Continental präsentiert das „Natural 3D Instrument Cluster“ erstmals auf der CES Asia in Shanghai (China). Besucher finden den Continental Stand vom 11. bis 13. Juni in Halle N5, Stand #5702 und #5713 im Shanghai New International Exhibition Center.

Quelle: Continental

 

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