立體顯示技術(shù)及其在航空電子系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：隨著科技的不斷進(jìn)步，新型技術(shù)的發(fā)展也成了必然，立體顯示技術(shù)就是其中之一。國(guó)家航空事業(yè)的發(fā)展關(guān)系到國(guó)家整體實(shí)力的發(fā)展，而將立體顯示技術(shù)應(yīng)用于航空電子系統(tǒng)中，有利于提高航空電子系統(tǒng)完成任務(wù)的能力，這對(duì)于航空事業(yè)的發(fā)展而言極其有利。本文就航空電子系統(tǒng)對(duì)立體顯示技術(shù)的要求進(jìn)行分析，探討立體顯示技術(shù)在航空電子系統(tǒng)中的應(yīng)用途徑。

關(guān)鍵詞：航空電子系統(tǒng)，立體顯示技術(shù)，應(yīng)用途徑

戰(zhàn)斗機(jī)座艙的顯示屏幕是戰(zhàn)斗機(jī)飛行員了解戰(zhàn)場(chǎng)狀態(tài)、各類戰(zhàn)斗信息以及自己所駕駛的戰(zhàn)斗機(jī)的信息的一個(gè)重要設(shè)備。除此以外，各種無人機(jī)、預(yù)警機(jī)、戰(zhàn)場(chǎng)指揮機(jī)等相關(guān)顯示屏也是該機(jī)控制人員獲取戰(zhàn)場(chǎng)信息的重要渠道，更是完成作戰(zhàn)任務(wù)的重要信息來源。現(xiàn)如今，多數(shù)的航空設(shè)備中的顯示屏都是二維顯示屏，最終只能顯示出兩個(gè)維度的信息，與多維度信息的現(xiàn)實(shí)相對(duì)比，必然會(huì)有一定的局限性。將立體顯示技術(shù)應(yīng)用于航空電子系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)顯示屏的多維度信息展示，有利于提高航空電子系統(tǒng)完成任務(wù)的能力，提高航空隊(duì)伍的作戰(zhàn)能力。

1.航空電子系統(tǒng)對(duì)立體顯示技術(shù)的要求

飛行員獲取信息的最主要途徑是視覺，通過觀察飛行器中各個(gè)顯示屏展現(xiàn)出來的二維信息以及三維信息來獲得自己需要信息。而展現(xiàn)三維信息的方法如今有兩種，一種是用不同的視覺方向的畫面顯示，讓飛行員自行形成三維圖像，另一種則是利用透視的原理再加上陰影，利用二維圖示來顯示三維的信息。這兩種三維信息都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，前者一旦出現(xiàn)目標(biāo)過多的情況，很容易會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，后者會(huì)讓飛行員對(duì)距離的判斷產(chǎn)生誤差，影響到實(shí)際信息的獲取。

而立體顯示技術(shù)應(yīng)用于航空電子系統(tǒng)中就能夠完美的解決這些問題，首先，立體顯示技術(shù)所展現(xiàn)出來的畫面是三維的，對(duì)于飛行員來說，他所觀察到的圖像是立體的，能夠直觀的獲取自己需要的信息。如果是采用固態(tài)的立體顯示技術(shù)，飛行員甚至可以改變觀察角度，順利的在屏幕上觀察側(cè)面和各個(gè)遮擋面。總體來說，三維圖像會(huì)比二維圖像更容易識(shí)別，也會(huì)更容易提取信息，將其應(yīng)用于航空電子系統(tǒng)中去，能夠有效提高作戰(zhàn)能力。

2.立體顯示技術(shù)的特點(diǎn)

立體顯示技術(shù)應(yīng)用于電子顯示屏中的方式主要有三種，分別是雙目頭盔顯示器、立體眼鏡和全息立體顯示技術(shù)，三種方式各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，而航空電子系統(tǒng)的應(yīng)用也必須要充分考慮其中的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。雙目頭盔顯示器需要在飛行員佩戴的頭盔上安裝兩套顯示系統(tǒng)，眾所周知，飛行員佩戴的頭盔并不輕，因此加上兩套顯示系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致頭盔的重量難以控制，而且封閉式的頭盔顯示器也觀察不到外部環(huán)境，這對(duì)飛行員來說并沒有太大的好處。而立體眼鏡則意味著在顯示屏外還需要添加立體眼鏡這種輔助設(shè)備，這種額外的輔助設(shè)備的添加會(huì)加大飛行員的設(shè)備佩戴的負(fù)擔(dān)。除此以外，全息立體顯示技術(shù)要實(shí)現(xiàn)生成各項(xiàng)數(shù)據(jù)，無法稅數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)生成，這不利于提高戰(zhàn)機(jī)飛行員的作戰(zhàn)能力。除此以外，還有多種不同的立體顯示技術(shù)可以應(yīng)用于航空電子系統(tǒng)中去，但是各項(xiàng)技術(shù)會(huì)有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因此航空電子系統(tǒng)在不同的任何和不同的功能需求之下，也需要采用不同的電子顯示技術(shù)。

3.立體顯示技術(shù)應(yīng)用于航空電子系統(tǒng)中的途徑

3.1座艙顯示器

座艙顯示器的環(huán)境條件會(huì)相對(duì)來說更加苛刻，而亮度比較低的立體顯示系統(tǒng)以及抗振動(dòng)能力比較差的顯示系統(tǒng)都無法適用于這樣的環(huán)境，因此在這種環(huán)境之下，可以選用非封閉式的座艙顯示器，非封閉式的座艙顯示器可以觀看周邊景物，也是雙目頭盔顯示器的其中一種，最主要的還是要觀察周邊的景物，因此也只能產(chǎn)生半透明狀態(tài)的立體圖像，相對(duì)應(yīng)的圖像的亮度也會(huì)有所限制。與非封閉式座艙顯示器相對(duì)應(yīng)的還有封閉式頭盔顯示器，這種顯示器只適合用于地面座艙仿真以及原型驗(yàn)證使用，并不適用于其他環(huán)境。

另外，立體眼鏡和高場(chǎng)頻的顯示器也適用于座艙，但是要使用這兩種顯示器，就必須要加強(qiáng)控制器等設(shè)備，這其中比較困難的一個(gè)部分是飛行員的頭盔顯示器既需要有立體眼鏡的能力，也要顯示其他信息，需要將技術(shù)不斷地提高，實(shí)現(xiàn)兩者的兼容。除此，還可以采用電子光柵式裸眼立體顯示器和頭位跟蹤器。這種方式主要是利用頭位跟蹤器探測(cè)飛行員的雙眼位置，再利用電子光柵調(diào)節(jié)光柵位置，讓飛行員的雙眼始終都處于裸眼顯示器的現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域中，飛行員觀察周邊環(huán)境將會(huì)更加方便。人們比較熟悉的應(yīng)該還是全息立體顯示技術(shù)，這種技術(shù)并不適合用于施展戰(zhàn)斗，但是可以用于告警提示中去，通過事先生成的全息圖像信息，告警時(shí)再利用已有的數(shù)據(jù)生成圖像。

3.2特種飛機(jī)任務(wù)系統(tǒng)顯示器

預(yù)警機(jī)、戰(zhàn)場(chǎng)指揮機(jī)等屬于特種飛機(jī)，其任務(wù)系統(tǒng)的顯示對(duì)于環(huán)境的適應(yīng)性方面也提出了較高的要求，而且還要求滿足多人觀看的需要。裸眼的立體顯示器對(duì)于觀看位置的要求極其苛刻，這并不滿足這種環(huán)境的需求，因此所使用的立體顯示技術(shù)也會(huì)有點(diǎn)區(qū)別。采用分時(shí)工作的立體眼鏡和高場(chǎng)頻的顯示器比較適合用于這樣的環(huán)境，采用這種形式，只要求觀看者都有立體眼鏡，不需要考慮到觀看角度的問題，就完全能夠滿足多個(gè)人觀看的需要，這種技術(shù)對(duì)于輔助設(shè)備的要求會(huì)相對(duì)較高，對(duì)于其他的技術(shù)要求反而會(huì)有所下降。除此以外，固態(tài)體顯示技術(shù)也比較適合用于這種場(chǎng)景。對(duì)于無人機(jī)地面指揮控制站來說，環(huán)境要比機(jī)載環(huán)境要好，除了裸眼顯示器和不能夠?qū)崟r(shí)生成圖像數(shù)據(jù)的全息顯示技術(shù)以外，基本上其他技術(shù)都可以采用。

總而言之，立體顯示技術(shù)的發(fā)展意味我國(guó)的顯示形式也在發(fā)生變化，民用的立體顯示器、立體顯示手機(jī)等也慢慢進(jìn)入人們的生活。而航空電子系統(tǒng)對(duì)信息掌控的要求在不斷提升，立體顯示技術(shù)就是為提高航空電子系統(tǒng)任務(wù)能力所提供的最好的技術(shù)支持。

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作者簡(jiǎn)介：

徐馳（1995--），男，漢族， 籍貫： 安徽池州，碩士研究生，上海電力大學(xué)，研究方向：航電顯示系統(tǒng)驗(yàn)證。