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　　HUD是平視顯示器-（Head Up Display）的簡稱 　　平視顯示器（Head Up Display），以下簡稱HUD，是目前普遍運(yùn)用在航空器上的飛行輔助儀器。平視的意思是指飛行員不需要低頭就能夠看到他需要的重要資訊。平視顯示器最早出現(xiàn)在軍用飛機(jī)上，降低飛行員需要低頭查看儀表的頻率，避免注意力中斷以及喪失對狀態(tài)意識(shí)(Situation Awareness）的掌握。因?yàn)镠UD的方便性以及能夠提高飛行安全，民航機(jī)也紛紛跟進(jìn)安裝。部分汽車業(yè)者也以類似的裝置作為行銷的手段吸引顧客，不過使用上并不廣泛。 　　雖然HUD目前廣泛的使用在各類軍用飛機(jī)上，但是并非任何位于座艙前方的裝置都是HUD，有些只是單純的光學(xué)瞄準(zhǔn)器而以。 　　[編輯本段]原理 　　HUD是利用光學(xué)反射的原理，將重要的飛行相關(guān)資訊投射在一片玻璃上面。這片玻璃位於座艙前端，高度大致與飛行員的眼睛成水平，投射的文字和影像調(diào)整在焦距無限遠(yuǎn)的距離上面，飛行員透過HUD往前方看的時(shí)候，能夠輕易的將外界的景象與HUD顯示的資料融合在一起。HUD設(shè)計(jì)的用意是讓飛行員不需要低頭查看儀表的顯示與資料，始終保持抬頭的姿態(tài)，降低低頭與抬頭之間忽略外界環(huán)境的快速變化以及眼睛焦距需要不斷調(diào)整產(chǎn)生的延遲與不適。 　　HUD投射的資料主要與飛行安全有重要關(guān)系，譬如飛行高度，飛行速度，航向，垂直速率變化，飛機(jī)傾斜角度等等。使用于戰(zhàn)斗環(huán)境時(shí)，還會(huì)加上目標(biāo)資料，武器與發(fā)射相關(guān)資料，預(yù)估命中點(diǎn)等等。這些顯示的資料能夠根據(jù)不同狀況而變換。 　　[編輯本段]歷史 　　HUD的前身是使用在戰(zhàn)斗機(jī)上的光學(xué)瞄準(zhǔn)器，這種瞄準(zhǔn)器利用光學(xué)反射原理，將環(huán)狀的瞄準(zhǔn)圈光網(wǎng)投射在裝置在座艙前端的一片玻璃或者是座艙罩上面，投射的影像對于肉眼的焦距是定在無限遠(yuǎn)的距離上面，當(dāng)飛行員瞄準(zhǔn)目標(biāo)的時(shí)候不會(huì)妨礙到眼睛的運(yùn)作，維持清晰的顯示。這種瞄準(zhǔn)器最早出現(xiàn)是在第一次世界大戰(zhàn)期間。到了第二次世界大戰(zhàn)的時(shí)候開始被廣泛利用。 　　HUD誕生的最重要關(guān)鍵是電腦處理轉(zhuǎn)換之后，將需要的資料傳遞給HUD的顯示單元，再將影像投射到前方的玻璃上。第一架使用HUD的飛機(jī)是美國海軍的A-5艦載機(jī)。 　　民用航空是在1975年由法國達(dá)梭飛機(jī)公司首先使用在Mercure飛機(jī)上面。1970年代晚期美國麥克唐納·道格拉斯飛機(jī)公司在生產(chǎn)的MD-80系列飛機(jī)上開始采用HUD。 　　HUD的使用到了1970年代中期以后開始普遍化，除了美國本身以外，其他國家也陸續(xù)購買或者是研發(fā)相關(guān)的系統(tǒng)。然而這時(shí)候有一個(gè)新的衍生問題出現(xiàn)：由于HUD需要占用駕駛艙前方的空間，而這個(gè)空間又和座艙罩的設(shè)計(jì)有很大的關(guān)聯(lián)，即使許多戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)使用光學(xué)瞄準(zhǔn)器，體積較大的HUD可能無法順利安裝在需要的位置上，導(dǎo)致日后座艙罩在設(shè)計(jì)上必須考慮預(yù)留HUD需要的空間。 　　HUD將傳統(tǒng)指針儀表提供的資料改以文字或者是數(shù)字表現(xiàn)，成為下一波軍用機(jī)儀表顯示改良：玻璃駕駛艙的起點(diǎn)。 　　[編輯本段]基本構(gòu)架 　　HUD的基本架構(gòu)包含兩個(gè)部分：資料處理與影像顯示。 　　資料處理單元是將飛機(jī)上各系統(tǒng)的資料整合處理之后，根據(jù)選擇的模式轉(zhuǎn)換成預(yù)先設(shè)定的符號，圖形或者是以文字或者是數(shù)字的型態(tài)輸出。有些產(chǎn)品將訊號處理與影像輸出分成兩個(gè)裝置，不過大致上都是類似的工作方式。 　　影像顯示裝置就是安裝在座艙前方，位于飛行員與座艙罩之間的空間上。影像顯示裝置接收來自資料處理裝置的資訊，投射在玻璃上面。顯示裝置并且附有控制面板，能夠調(diào)解或者是改變輸出的影像。 　　[編輯本段]未來發(fā)展 　　新一代的HUD在影像顯示方面的改良包括采用全像攝影（Holographic）顯示方式，擴(kuò)大顯示影像的范圍，尤其是增加水平上的視野角度，減少支架的厚度對於視野的限制與影響，增強(qiáng)不同光度與外在環(huán)境下的顯示調(diào)整，強(qiáng)化影像的清晰度，與其他光學(xué)影像輸出的配合，譬如說能夠?qū)⒓t外線影像攝影機(jī)產(chǎn)生的飛機(jī)前方影像直接投射到HUD上，與其他的資料融合顯示，配合夜視鏡的使用以及采用彩色影像顯示資料。 　　在資料處理單元上的改良包括提高處理的速率和效率，增加與其他新航空電子或者是感側(cè)裝置的資料接收能力，強(qiáng)化圖形處理與產(chǎn)生功能等方面。 　　[編輯本段]衍生產(chǎn)品 　　HUD是將影像投射在座艙前方的固定裝置上，當(dāng)飛行員轉(zhuǎn)動(dòng)頭部的時(shí)候，這些影像就會(huì)暫時(shí)離開他的視野范圍。因此有人建議將影像直接透射在附加於飛行員的頭盔前方，隨時(shí)與飛行員的視野范圍重合。 　　美國是最早研究頭盔顯示器的國家之一，代號為VTAS的頭盔瞄準(zhǔn)具曾在1960年代於F-4戰(zhàn)斗機(jī)上進(jìn)行短暫試驗(yàn)，但是并未進(jìn)入量產(chǎn)，只有使用在攻擊直升機(jī)的武器瞄準(zhǔn)上。蘇聯(lián)是第一個(gè)正式在戰(zhàn)斗機(jī)上采用頭盔瞄準(zhǔn)器的國家，譬如米格-29使用頭盔瞄準(zhǔn)器，搭配R73（北約編號AA-11）空對空飛彈使用。 　　不過頭盔瞄準(zhǔn)器只是光學(xué)瞄準(zhǔn)器的衍生產(chǎn)品，無論是在顯示的資料量以及功能上都必須與HUD密切配合，譬如蘇聯(lián)的頭盔瞄準(zhǔn)器只是作為R73飛彈的射擊指揮為主，不提供其他飛行所需要的資料。更進(jìn)一步的功能強(qiáng)化版被稱為頭盔顯示器（Helmet Display），他將HUD與其他相關(guān)功能整合之后，直接投射在飛行員頭盔前方。以美國剛剛服役的聯(lián)合頭盔顯示系統(tǒng)（Joint Helmet Mounted Cueing System，JHMCS）可以取代HUD的顯示功能，并且能夠協(xié)助行員投射各種對空與對地武器，不局限於特定的飛彈系統(tǒng)，當(dāng)飛行員的視野與機(jī)上現(xiàn)有的HUD重疊的時(shí)候，JHMCS的影像會(huì)自動(dòng)消失以免產(chǎn)生混淆。

回答者：毛矛茅2016-06-12 00:00