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。國家航空事業(yè)的發(fā)展關(guān)系到國家整體實力的發(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)對立體顯示技術(shù)的要求進行分析，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)斗機座艙的顯示屏幕是戰(zhàn)斗機飛行員了解戰(zhàn)場狀態(tài)、各類戰(zhàn)斗信息以及自己所駕駛的戰(zhàn)斗機的信息的一個重要設(shè)備。除此以外，各種無人機、預(yù)警機、戰(zhàn)場指揮機等相關(guān)顯示屏也是該機控制人員獲取戰(zhàn)場信息的重要渠道，更是完成作戰(zhàn)任務(wù)的重要信息來源?，F(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維度的信息，與多維度信息的現(xiàn)實相對比，必然會有一定的局限性。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，提高航空隊伍的作戰(zhàn)能力。

1.航空電子系統(tǒng)對立體顯示技術(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，前者一旦出現(xiàn)目標(biāo)過多的情況，很容易會出現(xiàn)錯誤，后者會讓飛行員對距離的判斷產(chǎn)生誤差，影響到實際信息的獲取。

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)面和各個遮擋面?？傮w來說，三維圖像會比二維圖像更容易識別，也會更容易提取信息，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

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，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)點和缺點。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)要實現(xiàn)生成各項數(shù)據(jù)，無法稅數(shù)據(jù)進行實時生成，這不利于提高戰(zhàn)機飛行員的作戰(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，但是各項技術(shù)會有不同的優(yōu)點和缺點，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)境條件會相對來說更加苛刻，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，相對應(yīng)的圖像的亮度也會有所限制。與非封閉式座艙顯示器相對應(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證使用，并不適用于其他環(huán)境。

另外，立體眼鏡和高場頻的顯示器也適用于座艙，但是要使用這兩種顯示器，就必須要加強控制器等設(shè)備，這其中比較困難的一個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)場區(qū)域中，飛行員觀察周邊環(huán)境將會更加方便。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，告警時再利用已有的數(shù)據(jù)生成圖像。

3.2特種飛機任務(wù)系統(tǒng)顯示器

預(yù)警機、戰(zhàn)場指揮機等屬于特種飛機，其任務(wù)系統(tǒng)的顯示對于環(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)也會有點區(qū)別。采用分時工作的立體眼鏡和高場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人觀看的需要，這種技術(shù)對于輔助設(shè)備的要求會相對較高，對于其他的技術(shù)要求反而會有所下降。除此以外，固態(tài)體顯示技術(shù)也比較適合用于這種場景。對于無人機地面指揮控制站來說，環(huán)境要比機載環(huán)境要好，除了裸眼顯示器和不能夠?qū)崟r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、立體顯示手機等也慢慢進入人們的生活。而航空電子系統(tǒng)對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。

參考文獻：

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作者簡介：

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)驗證。