铸剑为犁之车载HUD系统 从鸡肋到实用的转变

作为技术集成度最高的民用产品（可能没有之一），如今的汽车早已不再是单纯的机械。与100多年前刚刚诞生的汽车相比，如今越来越多的新技术、新材料应用，让我们的用车体验愈发愉悦惬意。在众多逐渐普及的汽车技术中，有很大比例来自于军事领域。与民用技术的研发不同，军事技术的发展更为“不计成本”，因此其技术往往更为前瞻。本期《铸剑为犁》系列选题，我们就来聊聊源自军事领域的汽车配置之一：HUD平视显示系统。

HUD平视显示系统的出现，免去了驾驶员频繁低头观察仪表的繁琐，由于视线转移减少，驾驶者可以将更多的精力集中在前方，从而提高了行车安全系数。这套技术最早曾是豪华车型独有的高端配置，如今也逐渐在大众化车型中普及。

起源：源自军用战斗机上的信息显示技术

在早期螺旋桨时代的战斗机上一般都配有机械式或反射式瞄准具，以便于飞行员瞄准前方的目标，那时候由于飞行速度较慢，并且主要靠平射武器（机枪、航炮等）进行攻击，因此飞行员在战斗中并不需要频繁的观察仪表信息。

我们在许多游戏或影视作品中都能见到战斗机的HUD系统，现代战斗机的HUD系统一般位于驾驶舱正前方，由一组或多组透明玻璃组成，在HUD界面可以透过风挡看到许多飞行参数信息。

与早期的瞄准具相比，HUD系统所呈现的信息更为丰富，同时可以根据需要显示不同的界面，例如飞行姿态、高度、速度、雷达目标、武器系统等等。

为了更直观的了解HUD系统在战斗机上的作用，我找到了一段机载摄像机记录的战斗机飞行员训练视频，在视频中可以清楚的看到飞行员是如何通过HUD系统观察前方景物的。

（建议在wifi环境下观看，土豪请忽略。）

简单理解，HUD系统就是通过一套投影设备，将需要的信息投射到正确位置上（飞行员视野前方）。不过要实现这个技术，还需要考虑许多客观因素，例如显示亮度、图像畸变、复杂环境下可视性以及可靠性等等，早期的HUD系统为了克服上述问题，往往生产成本都很高，因此也仅应用在军事领域。

与单纯的镜面反射不同，HUD系统最核心的性能是需要将影像信息与外部景物重叠，如果仅仅是在玻璃表面进行反射，我们观察到的信息影像和远方的景物不在同一个焦点，肉眼会反复对焦才能看清近处的信息和远处的景物，时间长了会造成视觉疲劳。

除了可以避免图像变形，这套坚固的玻璃组在遇到座舱盖破损等紧急情况时，也能为飞行员起到一定的保护作用。

科普小知识：为什么大多数HUD系统的图像信息都是绿色的？