شاشة عرض شفافة مدمجة قادمة: تحليل موجز لستة تصاميم شائعة
في السنوات الأخيرة، ومع ظهور مفهوم "الكون الميتا" وتطور شاشات العرض وغيرها من الصناعات، اقترحت الشركات المصنعة حلولاً للتفاعل والترفيه والمكاتب والملاحة داخل السيارات، وغيرها من الاحتياجات. إلا أن شاشات العرض التقليدية غير شفافة، ولا يمكن استخدامها في المساحات المحدودة داخل السيارة، حيث تشغل الزجاجات ما يقارب 60% من مساحة هيكل السيارة. شاشة شفافة يُعدّ هذا الحل الأمثل. فمن منظور التقنيات المختلفة التي عُرضت في معارض متنوعة خلال السنوات الأخيرة، يمكن القول إن تقنية العرض الشفاف تمثل جيلاً جديداً من حلول التفاعل بين الإنسان والحاسوب، والتي تجمع بين الخيال العلمي والواقع.
شاشة العرض الشفافة لسيارة BMW DEE النموذجية، حل العرض الذي توفره شركة Lightpeak Technology
لا تقتصر الشاشات الشفافة على شاشة العرض الأمامية (HUD) الشائعة، بل تشمل أيضًا شاشات العرض على النوافذ، وشاشات عرض الأجهزة الجوية/الأجهزة التي لا تعتمد على الوسائط، وغيرها. تتضمن تقنيات العرض هذه تقنية عرض DLP، وحلول OLED أو MicroLED، وتقنية الهولوغرام، وغيرها. ستقدم لكم هذه المقالة نبذة مختصرة عن ستة من حلول الشاشات الشفافة الشائعة:
عندما يتعلق الأمر بشاشة LCD الشفافة، فهي ليست تقنية جديدة ظهرت منذ فترة طويلة، وأكثر تطبيقاتها شهرة هي خزانة العرض الشفافة.
شاشة LCD الشفافة هي في الواقع شاشة LCD غير مكتملة، وهي نمط استخدام تم ابتكاره بإزالة وحدة الإضاءة الخلفية الموجودة خلف الشاشة العادية، أي أن العنصر المعروض يوضع بين وحدة الإضاءة الخلفية وطبقة العرض. تتطلب شاشة LCD الشفافة استخدام صندوق كوحدة إضاءة خلفية، وإلا فلن تتمكن من العرض بشكل طبيعي. لا تتمتع شاشة LCD الشفافة بخاصية الإضاءة الذاتية، فهي تحتاج إلى إضاءة خلفية إضافية، كما أنها غير شفافة في حالة عدم وجود مصدر طاقة، وتظهر باللون الأسود.
في 20 ديسمبر 2022، عرضت شركة JDI اليابانية أحدث منتجاتها من شاشات LCD الشفافة - شاشة "Rælclear"، حيث بلغ معدل نقل الضوء في المنتج الذي يبلغ حجمه 20.8 بوصة 84٪، والمعروف بأنه شاشة LCD الأكثر شفافية في العالم.
بدون عرض المحتوى، يبدو المنتج أشبه بقطعة زجاج. بعد الإضاءة، يتحول هذا "الزجاج" إلى شاشة عرض بدقة 1280×720 بكسل، ومعدل تحديث 120 هرتز، وسطوع 300 شمعة/م²، ويدعم 409.6 مليار لون، ما يلبي احتياجات العرض في أكشاك العرض، والعيادات الطبية، وغيرها. وأعلنت شركة JDI أن شاشة Rælclear LCD ستُعرض خلال معرض CES 2023، وستُطرح للإنتاج بكميات كبيرة في خريف 2023.
2. شاشة OLED شفافة
تعتمد شاشة OLED الشفافة على تقنية OLED العضوية الشفافة ذاتية الإضاءة، حيث تُصنع من مادة OLED. عند إغلاق الشاشة، تُظهر ملمسًا بصريًا يُشبه الزجاج الشفاف، مما يُضفي عليها انسجامًا مع البيئة المحيطة. كما يُتيح تصميمها العصري للمستخدمين تجربة بصرية مذهلة.
التباين بين البكسل الفرعي العادي في شاشات OLED والبكسل الفرعي الشفاف في شاشات OLED
في عام 2010، قدمت سامسونج نموذجًا أوليًا لجهاز كمبيوتر محمول بشاشة OLED شفافة، حيث يمكنك رؤية نظام ويندوز يعمل على الشاشة، ويؤدي وظيفة جيدة من حيث وضوح الرموز والنصوص.
حاسوب سامسونج المحمول الشفاف معروض في معرض الإلكترونيات الاستهلاكية CES 2010. الصورة من: Wired
تُزوّد شركة إل جي أيضًا الشاشة المستخدمة في تلفزيون شاومي الشفاف. ويُعدّ المظهر الجذاب للتلفزيون الشفاف أحد الأسباب الرئيسية لشعبيته. ولكن من الناحية العملية، قد لا تكون أجهزة التلفزيون الخيار الأمثل للشاشات الشفافة.
شاشة OLED الشفافة بالكامل من سامسونج في عام 2016
في أول نافذة ذكية شفافة بتقنية OLED مقاس 49 بوصة في العالم من إنتاج شركة Boe في عام 2023، تستخدم تقنية OLED البيضاء، بمعدل نقل يصل إلى 40%، وألوان عرض موحدة، وصورة واضحة، ومزيج من المشهد الداخلي للسيارة ومشهد القيادة على الطريق بين الواقعي والافتراضي، مما يوفر تجربة سفر غنية.
عرض عالمي أول لنافذة ذكية شفافة بتقنية OLED مقاس 49 بوصة من شركة Boe
3. شاشة عرض شفافة بتقنية LED: Mini LED/Micro LED
في السنوات الأخيرة، ومع ازدياد الطلب في سوق شاشات LED وتوسع مجالات استخدامها، شهدت منتجات شاشات LED تطوراً متنوعاً. وتُعدّ الشاشة الشفافة بتقنية LED نجماً صاعداً في هذا المجال، بفضل مزاياها العديدة، كخفة وزنها ورقتها، وعدم وجود هيكل فولاذي، وسهولة تركيبها وصيانتها، ونفاذيتها العالية، وغيرها. وقد لاقت رواجاً كبيراً في مجالات متنوعة، كالجدران الزجاجية، وعروض المسارح، والإعلانات الخارجية، ومتاجر التجزئة الجديدة، ما جعلها محط أنظار الجميع.
تتيح تقنية شاشات MicroLED الشفافة عرضًا متساويًا على الزجاج الأمامي والنوافذ؛ كما تُضفي تقنية MicroLED المرنة لمسةً مميزةً على التصميم الداخلي؛ وتتميز مصابيح MicroLED بسطوعها العالي وتباينها الواضح حتى تحت أشعة الشمس. إن سطوع مصابيح LED العالي، وتباينها العالي، ومرونتها، وشفافيتها، وموثوقيتها الممتازة، تجعلها الحل الأمثل لتوفير تطبيقات عرض شاملة في السيارات.
شاشة ناي تشوانغ 11.6 بوصة بتقنية MicroLED بنسبة عرض إلى ارتفاع 24:9، يمكن استخدامها كوحدة تحكم مركزية للسيارة
شاشة عرض شفافة بتقنية Micro LED من Au 60
يمكن تعديله وتوسيعه ليشمل مجالات مختلفة حسب الطلب، بما في ذلك نوافذ السيارات الجانبية أو الشرفات المنزلية، والنوافذ الذكية، والشاشات التجارية، وما إلى ذلك، لتوفير محتوى غني بالمعلومات والترفيه.
شاشة تينما الشفافة بتقنية Micro-LED مقاس 9.38 بوصة
شاشة عرض تيانما الإلكترونية الدقيقة فائقة الدقة بتقنية LED الدقيقة
مصباح LED صغير شفاف من الذهب
شاشة عرض ضوئية دقيقة، شاشة عرض شفافة كاملة الألوان بتقنية LED صغيرة LED
4- شاشة عرض كهروضوئية رقيقة
عرض توضيحي 1-5 P FOX شاشة شفافة
كيف يعمل؟
تتضمن شاشات LUMINEQ® ذات الأغشية الرقيقة بتقنية الإضاءة الكهربائية (TFEL) ألواحًا زجاجية صلبة، ودوائر تحكم إلكترونية، ووحدات تغذية طاقة. ويُعدّ لوح الزجاج ذو الأغشية الرقيقة بتقنية الإضاءة الكهربائية جوهر هذا المكون، الذي يتألف من طبقة فسفورية مضيئة محصورة بين طبقة عازلة شفافة ومصفوفة أقطاب كهربائية عرضية وطولية.
تحتوي شاشتنا المتينة على طبقة من الأقطاب الكهربائية الشفافة وطبقة أخرى من الأقطاب الكهربائية غير الشفافة. عندما تكون كلتا طبقتي الأقطاب الكهربائية شفافتين، تصبح الشاشة شفافة، وتتجاوز نسبة الشفافية 80%.
تتصل لوحة الدوائر الإلكترونية التي تحتوي على دوائر التشغيل والتحكم مباشرةً بالجزء الخلفي من اللوحة الزجاجية. وبتطبيق جهد كهربائي على الأقطاب الكهربائية الأفقية والطولية، يمكن إضاءة وحدات البكسل على الشاشة، مما يؤدي إلى إضاءة مناطق التقاطع.
5- التصوير الانعكاسي: جهاز معلق/تصوير هوائي/مساعد هولوغرافي
يظهر جهاز التعليق، بتصميمه الذي يجمع بين الخيال العلمي والجاذبية، بشكل متكرر في معارض السيارات الكبرى وتصاميم السيارات النموذجية المختلفة. هذا العام، وبفضل الجهود المتواصلة التي تبذلها كبرى الشركات المصنعة في مجال عرض السيارات، بدأ تطبيق هذا المنتج النموذجي تدريجياً في الواقع العملي.
أحدثت تقنية التصوير الجوي التفاعلي ثورة في أساليب العرض التقليدية والتفاعل بين الإنسان والحاسوب. فمن خلال العدسة المسطحة ذات الانكسار السالب، يُطبَّق مبدأ إعادة بناء مجال الضوء لتجميع الضوء المتفرق في الهواء، مما يُشكِّل صورة حقيقية لا تحتاج إلى وسائط نقل. وبالاقتران مع تقنية التحكم التفاعلي، يُمكن تحقيق تفاعل مباشر بين الإنسان والصورة الحقيقية في الهواء.
يتضمن حل تطبيق المركبات الذكية بدون تلامس من شركة Dongchao Technology خمس تقنيات تصوير جوي: أدوات جوية، ومعالج آلة السيارة، وشاشة ترفيه ثلاثية الأبعاد للركاب، ومسند الذراع المركزي الخلفي، وظهر المقعد الأمامي، مما يجعل التفاعل بين الإنسان والمركبة أكثر ذكاءً وصديقًا للبيئة.
التصوير الجوي بتقنية الشرق الفائقة
نظام العرض الذكي الجوي ثلاثي الأبعاد Prism، وتطبيق تكامل HUD، بالإضافة إلى واجهة المستخدم/تجربة المستخدم المبتكرة، وتطبيقات البرامج والتفاعل متعدد الوسائط، لبناء مساحة قيادة ذكية وإنسانية، مما يوفر للسائقين تجربة قيادة جديدة.
التصوير الفيزيائي المحمول جواً بدون وسيط، والتقنية المتطورة، ومعلومات الأجهزة الأساسية المدمجة، ليحل محل لوحة القيادة التقليدية في السيارة. تصميم مبتكر لواجهة المستخدم/تجربة المستخدم المرئية لتوفير شاشة عرض ثلاثية الأبعاد غنية وشاملة تلبي الاحتياجات الذكية للسفر في المستقبل.
6. شاشة العرض الضوئي
تتمتع شاشات العرض الضوئي بالعديد من التطبيقات المبتكرة في شاشات المركبات، مثل توفير مساعدة القيادة، وتجربة التفاعل بين الإنسان والحاسوب، والترفيه، ووظائف أخرى، بما في ذلك مظلة السقف، وشاشة العرض الشفافة للنوافذ، وشاشة الترفيه، وشاشة العرض الأمامية بتقنية الواقع المعزز، والسطح الذكي، والمصابيح الأمامية الليزرية الذكية، وما إلى ذلك، فإن مساحة السوق لشاشات المركبات واسعة.
رسم تخطيطي لشاشة العرض الأمامية (HUD) من الموقع الرسمي لشركة سيجي اليابانية
بالنظر إلى AR-HUD كمثال، فإن الصورة الأساسية لمخطط الإسقاط الخاص بها موجودة في الجزء البصري، ويتم تضخيمها بواسطة مرآة حرة الشكل، ثم يتم إسقاطها على الطريق، مما يمكن أن يوفر تجربة قيادة أكثر سهولة للسائق.
أما شاشات العرض الأخرى مثل عرض النافذة الجانبية، فإن مبدأها مشابه في الواقع لتقنية AR-HUD، حيث يتم عرضها على الزجاج من خلال الآلة البصرية، ولكن الفرق هو أن عرض النافذة الجانبية لا يمر عبر المرآة والمرآة ذات الشكل الحر لتوسيع مسار الضوء.
مفهوم عرض النوافذ الجانبية لسيارات BMW، مقدم من شركة Light Peak
فيلم ثلاثي الأبعاد
يُعدّ العرض الهولوغرافي حلاً تقنياً رائجاً في الوقت الراهن. فمن خلال استخدام فيلم هولوغرافي، تتحول شاشة العرض إلى شاشة ثلاثية الأبعاد، ما يُضفي عليها مزيداً من الواقعية. ولا يقتصر دور إضاءة العرض الهولوغرافي على لفت انتباه الآخرين إلى السيارة فحسب، بل ينقل أيضاً معلومات السلامة عبر الشاشة، مثل عرض كلمة "قف"، ما يُضيف بذلك عنصر أمان إضافي للسيارة.
أفلام البوليمر الحساسة للضوء Covestro Bayfol® HX وغيرها من أفلام العرض الهولوغرافي
تُستخدم الأغشية الرقيقة على نطاق واسع في العديد من المجالات، بدءًا من المقصورة الذكية للسيارات، مرورًا بأغلفة هواتف الجيل الخامس، وصولًا إلى صناعة وثائق الهوية، حيث تظهر باستمرار مجموعة متنوعة من منتجات الأغشية المصنوعة من مواد جديدة وتقنيات تطبيقية مبتكرة. فعلى سبيل المثال، تُنتج شركة كوفسترو، بصفتها موردًا عالميًا للمواد، أغشية عرض ثلاثية الأبعاد مثل أغشية البوليمر الحساسة للضوء Bayfol® HX، والتي تتمتع بإمكانات هائلة للارتقاء بإضاءة السيارات إلى مستوى جديد.
