Funzionamento dell'HUD

[MR]

Spero che sia la sezione giusta per questa domanda, caso mai... spostatela...
Vorrei sapere, dal punto di vista ottico, come funziona l'HUD. Ne ho visti vari dal vivo (anche nautici! ma non avevo dietro un cacciavite... ) ho cercato da tutte le parti qualche schema, ma non riesco a chiarirmi come sia possibile la messa a fuoco all'infinito, quale sia lo schema ottico di lenti e/o specchi e/o vetri semitrasparenti, ecc.
Anche qui ho cercato HUD ma ho trovato solo discussioni sull'uso.
Grazie!

[airbusfamilydriver]

Spero che sia la sezione giusta per questa domanda, caso mai... spostatela...
Vorrei sapere, dal punto di vista ottico, come funziona l'HUD. Ne ho visti vari dal vivo (anche nautici! ma non avevo dietro un cacciavite... ) ho cercato da tutte le parti qualche schema, ma non riesco a chiarirmi come sia possibile la messa a fuoco all'infinito, quale sia lo schema ottico di lenti e/o specchi e/o vetri semitrasparenti, ecc.
Anche qui ho cercato HUD ma ho trovato solo discussioni sull'uso.
Grazie!

l'hud non è una lente quindi non c' messa a fuoco all'infinito
l'hud è un semplice vetro attraverso il quale si vede fuori
su questo vetro vengono proiettati dati caratteristici del volo
in questo modo tu puoi guardare fuori e avere su quel vetro la rappresentazione dei dati che ti interessano senza dover abbassare gli occhi per guardare gli strumenti

[MR]

Si, pero' le scritte si vedono "proiettate" all'infinito, cioè si vedono come se fossero disegnate sull'orizzonte...
Se non fosse così, se fosse solo uno specchio semitrasparente, considerate le dimensioni dell'HUD, le scritte si leggerebbero a 50-60cm di distanza, con lo sgradevole effetto di vederle sdoppiate quando si mette a fuoco l'orizzonte e di vedere gli oggetti esterni sdoppiati quando si guarda l'HUD. Cerchiamo di non confondere l'HUD vero con quello dei simulatori di volo da PC: in questi, purtroppo, non c'è la visione stereoscopica.
Negli HUD che ho visto io (uno aeronautico per pochi minuti, uno nautico per molto, in una dimostrazione di una barca) la messa a fuoco delle scritte era all'infinito, o quanto meno molti metri oltre il vetro.

[airbusfamilydriver]

Si, pero' le scritte si vedono "proiettate" all'infinito, cioè si vedono come se fossero disegnate sull'orizzonte...
Se non fosse così, se fosse solo uno specchio semitrasparente, considerate le dimensioni dell'HUD, le scritte si leggerebbero a 50-60cm di distanza, con lo sgradevole effetto di vederle sdoppiate quando si mette a fuoco l'orizzonte e di vedere gli oggetti esterni sdoppiati quando si guarda l'HUD. Cerchiamo di non confondere l'HUD vero con quello dei simulatori di volo da PC: in questi, purtroppo, non c'è la visione stereoscopica.
Negli HUD che ho visto io (uno aeronautico per pochi minuti, uno nautico per molto, in una dimostrazione di una barca) la messa a fuoco delle scritte era all'infinito, o quanto meno molti metri oltre il vetro.

le scritte sono sul vetro non proiettate all'esterno
tu guardi il vetro e vedi sia le scritte che fuori

[marcoferrario]

Non ne capisco l'utilità in una barca....

[MR]

In una barca è uno sfizio da ricchi (era al Salone Nautico di Genova).
Tra l'altro ne ha prodotto uno la BMW anche per le auto.
Ribadisco però il concetto del mio post: lo so che le scritte sono fisicamente proiettate sul vetro inclinato davanti alla testa del pilota, ma sono "otticamente" proiettate all'infinito, altrimenti, ripeto, metendo a fuoco l'orizzonte si vedrebbero sdoppiate.
Basta fare una prova: scrivete una cosa su un vetro, mettetela a 60cm di distanza e guardatela: se si mette a fuoco la scritta lo sfondo si sdoppia, e viceversa.
Nell'HUD non è così, guardandolo si vedono i disegni come se fossero "lontani".
Puo' darsi che mi sbagli io, ma gli HUD che ho visto erano così. C'é un pilota che l'ha usato?
Forse dovevo mettere il post nella sezione "maintenance" dove c'è qualcuno che li smonta...

[Bafio]

Io ce l' ho nel Cessnino ma purtroppo al momento è inoperativo...
Gli HUD automobilistici (BMW, General Motors) proiettano i dati come se fossero ad un paio di metri dal guidatore: questo permette di leggerli con la messa a fuoco "all' infinito" della guida normale; presumo che sia così anche per gli HUD aeronautici

[Galaxy]

Puo' darsi che mi sbagli io, ma gli HUD che ho visto erano così. C'é un pilota che l'ha usato?
Forse dovevo mettere il post nella sezione "maintenance" dove c'è qualcuno che li smonta...

In effetti Aerotecnica e Prestazioni non è che c'azzecchi molto...

Comunque Airbusfamilydriver dovrebbe usarli, essendo pilota AIB...

[MD82_Lover]

Puo' darsi che mi sbagli io, ma gli HUD che ho visto erano così. C'é un pilota che l'ha usato?
Forse dovevo mettere il post nella sezione "maintenance" dove c'è qualcuno che li smonta...

In effetti Aerotecnica e Prestazioni non è che c'azzecchi molto...

Comunque Airbusfamilydriver dovrebbe usarli, essendo pilota AIB...

Topic spostato in Engineering & Manteinance.

[airbusfamilydriver]

Puo' darsi che mi sbagli io, ma gli HUD che ho visto erano così. C'é un pilota che l'ha usato?
Forse dovevo mettere il post nella sezione "maintenance" dove c'è qualcuno che li smonta...

In effetti Aerotecnica e Prestazioni non è che c'azzecchi molto...

Comunque Airbusfamilydriver dovrebbe usarli, essendo pilota AIB...

in effetti è solo sul lato cm1 perchè serve al comandante non a me,però qualche occhiata dentro in 7 anni di airbus ce l'ho data

[alessandrogentili]

in effetti è solo sul lato cm1 perchè serve al comandante non a me,però qualche occhiata dentro in 7 anni di airbus ce l'ho data

Ma a livello pratico viene usato veramente in CatIII o è un giocattolino che rimane sempre chiuso?

[aurum]

Si, pero' le scritte si vedono "proiettate" all'infinito, cioè si vedono come se fossero disegnate sull'orizzonte...
Se non fosse così, se fosse solo uno specchio semitrasparente, considerate le dimensioni dell'HUD, le scritte si leggerebbero a 50-60cm di distanza, con lo sgradevole effetto di vederle sdoppiate quando si mette a fuoco l'orizzonte e di vedere gli oggetti esterni sdoppiati quando si guarda l'HUD. Cerchiamo di non confondere l'HUD vero con quello dei simulatori di volo da PC: in questi, purtroppo, non c'è la visione stereoscopica.
Negli HUD che ho visto io (uno aeronautico per pochi minuti, uno nautico per molto, in una dimostrazione di una barca) la messa a fuoco delle scritte era all'infinito, o quanto meno molti metri oltre il vetro.

In effetti quello che dice MR e' vero ed e' una cosa che avevo notato anche io quando comparve L'HUD sull MD 80.
La messa a fuoco in realta' non e' all'infinito come invece avevo visto su alcuni Aerei militari dove invece dato anche l'uso diverso che ne viene fatto (si pensi alla funzione di direttore di tiro ad esempio) la presentazione puo' essere comodamente sovrapposta ad un immagine a lunga distanza.Per la fase di autoland,la funzione primaria e' quella del controllo della traiettoria virtuale fino ad una quota relativamente bassa dove avviene la "transizione" ottica.Lo stesso dicasi per il decollo in bassa visibilita' dove il segmento visibile e' relativamente vicino.Percettivamente la differenza e' poco avvertibile e comunque non crea fenomeni disorientativi.
Questo comunque e' relativo all'MD 80 AZ (HUD Sextant).Per l'airbus non saprei..

[N757GF]

La messa a fuoco in realta' non e' all'infinito come invece avevo visto su alcuni Aerei militari dove invece dato anche l'uso diverso che ne viene fatto (si pensi alla funzione di direttore di tiro ad esempio) la presentazione puo' essere comodamente sovrapposta ad un immagine a lunga distanza.

Come dice aurum, lo HUD per uso civile o militare e` progettato con specifiche diverse. Nel civile non serve la focalizzazione all'infinito, in quanto si guarda lo HUD finche' si e` in IMC, e poi si passa in visuale.

Invece nel militare, oltre al tracking del bersaglio, lo HUD con fuoco all'infinito svolge(va) anche un'altra funzione: teneva l'occhio focalizzato all'infinito in modo che fosse gia` nella condizione ottimale per vedere altri velivoli. Se si guarda una superficie uniforme l'occhio va a fuoco sulla posizione di minimo sforzo, che non e` detto sia all'infinito.

[airbusfamilydriver]

in effetti è solo sul lato cm1 perchè serve al comandante non a me,però qualche occhiata dentro in 7 anni di airbus ce l'ho data

Ma a livello pratico viene usato veramente in CatIII o è un giocattolino che rimane sempre chiuso?

noi lo usiamo per decollare con meno di 125 metri di rvr e fino a 75
in atterraggio non ci serve siamo cat3b senza hud

[N176CM]

in atterraggio non ci serve siamo cat3b senza hud

Perchè? Non c'è lo stesso problema dell'80 di passare con lo sguardo dalla strumentazione a fuori?

[N176CM]

La messa a fuoco in realta' non e' all'infinito come invece avevo visto su alcuni Aerei militari dove invece dato anche l'uso diverso che ne viene fatto (si pensi alla funzione di direttore di tiro ad esempio) la presentazione puo' essere comodamente sovrapposta ad un immagine a lunga distanza.

Nel civile non serve la focalizzazione all'infinito, in quanto si guarda lo HUD finche' si e` in IMC, e poi si passa in visuale.

Questo vuol dire, a contrariis, che l'uso dell'HUD in VMC non solo non serve a niente ma è anche dannoso a causa del problema distorsivo che si diceva prima, giusto?

[airbusfamilydriver]

in atterraggio non ci serve siamo cat3b senza hud

Perchè? Non c'è lo stesso problema dell'80 di passare con lo sguardo dalla strumentazione a fuori?

no sull'airbus in cat 3 il cpt guarda fguori mentre il cm2 ovvero il copilota monitorizza all'interno strumenti motori,segnali dell'ils,fa quindi un azione di controllo strumentale
il cpt guarda fuori e se vede la pista prima della minima dice land e si proseguo con l'atterraggio automatico altrimenti si riattacca
l'80 se non erro ha minima di cat3b di 20/125 con hub è un fail passive hybrid cioè ha bisogno dell'hud
il 320 è un fail passive operational con minimi di cat3b di 20/100 senza hud

[N757GF]

Questo vuol dire, a contrariis, che l'uso dell'HUD in VMC non solo non serve a niente ma è anche dannoso a causa del problema distorsivo che si diceva prima, giusto?

Si`: focalizzazione e convergenza con uno HUD a cristalli liquidi convergono sul display. Invece con quelli a proiezione vanno all'infinito.

[MR]

Cavolo quante risposte! qui era la sezione giusta! Grazie
Ma c'è qualcuno che mi sa dire la configurazione ottica interna? Cioè, come si fa, con lenti o specchi, a focalizzare all'infinito (o quasi)?

[N176CM]

l'80 se non erro ha minima di cat3b di 20/125 con hub è un fail passive hybrid cioè ha bisogno dell'hud
il 320 è un fail passive operational con minimi di cat3b di 20/100 senza hud

E ci risiamo al mio argomento preferito... stavolta lato Airbus, però

Da quanto ne so io si le minime dell'80 in CATIIIB sono 20/125 con hud (tu hai scritto hub - vuol dire che d'ora in poi quelle minime varranno solo a FCO e non anche a MXP ) con riduzione a 75 al punto B sempre con hud.
Non mi spiego però perchè sul 320 vale la cosa che il cpt guarda fuori e il f/o guarda gli strumenti, mentre sull'80 la stessa cosa non si può fare e ci vuole l'hud per permettere al cpt di avere tutto sotto controllo direttamente lui. Intuisco che la soluzione sta nella differenza tra hybrid/operational, riesci a chiarirmi qual è esattamente sta differenza? Se uno è più preciso dell'altro, perchè non è stato montato così anche sull'80?

[airbusfamilydriver]

l'80 se non erro ha minima di cat3b di 20/125 con hub è un fail passive hybrid cioè ha bisogno dell'hud
il 320 è un fail passive operational con minimi di cat3b di 20/100 senza hud

E ci risiamo al mio argomento preferito... stavolta lato Airbus, però

Da quanto ne so io si le minime dell'80 in CATIIIB sono 20/125 con hud (tu hai scritto hub - vuol dire che d'ora in poi quelle minime varranno solo a FCO e non anche a MXP ) con riduzione a 75 al punto B sempre con hud.
Non mi spiego però perchè sul 320 vale la cosa che il cpt guarda fuori e il f/o guarda gli strumenti, mentre sull'80 la stessa cosa non si può fare e ci vuole l'hud per permettere al cpt di avere tutto sotto controllo direttamente lui. Intuisco che la soluzione sta nella differenza tra hybrid/operational, riesci a chiarirmi qual è esattamente sta differenza? Se uno è più preciso dell'altro, perchè non è stato montato così anche sull'80?

si scusa ho scritto hub a forza di pensare a sta vendita.....
allora il sistema avionico dell'airbus è decisamente più avanzato di quello dell'80 che nasce 20 anni prima
noi non usiamo l'hud in approach siamo cat3b 20/100 senza
anche noi al secondo e all'eventuale terzo punto abbiamo 75,se funziona però l'autorollout come sull'80

la problematica è che l'80 è una macchina fail passive la nostra fail operational
cosa vuol dire?
vuol dire che sotto i 100 piedi l'airbus frezza tutto e anche se ti parte un motore atterra,l'80 no,la precisione non è la stesa
ecco perchè loro hanno 20/125 con hud e noi 20/100 senza hud
una volta a mxp l'80 davanti a noi ha riattaccato noi invece abbiamo atterrato perchè con 100 potevamo,loro no,avevano bisogno di 125

quando dico che il f/o guarda dentro intendo anche la strumentazione motore che sull'hud non c'è
sull'hud c'è solo prua,velocità,e angle of attack
anche sull'80 in low visibility approach il f/o è il monitor interno

[N176CM]

Grazie, ora mi è più chiaro.

[SciPione]

l'hud funziona così:

uno schermo CRT oppure LCD disegna le informazioni (scritte, simboli, linee etc.);
un collimatore dotato di più lenti mette a fuoco lo schermo tendendo a definire il punto di m,essa a fuoco verso l'infinito;
uno (o più) vetri semilucidi, opportunamente inclinati, sono posti sopra questo sistema schermo-collimatore;
la luce uscente dallo schermo si riflette sul vetrino, ed arriva agli occhi del pilota insieme a tutto ciò che passa attraverso il vetrino (che proviene da fuori).

Non appena trovo il link di una buona pagina dove spiega molto bene il tutto, ve la posto.

carlo

edit: ecco una dalla mia 'libreria di links',
http://www.mikesflightdeck.com/head_up_displays.htm
ma ho smarrito il link appropriato

[aurum]

Correggo parzialmente quanto scritto in precedenza.
L'HUD del MD 80 e' progettato per permettere la visione dell'ologramma all'infinito.
Pero' per curiosita' ho fatto alcune prove e in realta' non riesco a mettere a fuoco perfettamente traguardando un bersaglio lontano.
Forse e' la mia vista che cala...

[Zapotec]

Dov'è e come è composto il pannellino di controllo (c'è ? ) dell'hud dell'80 ? non pensavo fosse presente su questo aereo (anzi, prima di leggere il presente post, non pensavo nemmeno fosse presente sui civili )

grazie, ciao ciao

[Otaku]

Spero che sia la sezione giusta per questa domanda, caso mai... spostatela...
Vorrei sapere, dal punto di vista ottico, come funziona l'HUD. Ne ho visti vari dal vivo (anche nautici! ma non avevo dietro un cacciavite... ) ho cercato da tutte le parti qualche schema, ma non riesco a chiarirmi come sia possibile la messa a fuoco all'infinito, quale sia lo schema ottico di lenti e/o specchi e/o vetri semitrasparenti, ecc.
Anche qui ho cercato HUD ma ho trovato solo discussioni sull'uso.
Grazie!

Me lo sono sempre messo anche io!
Però, a quanto pare, ci dev'essere un mistero...

[Zapotec]

Premesso che non me ne intendo assolutamente di ottica, ma se il proiettore dell'HUD deve far vedere delle immagini, significa che le deve proiettare su una superficie comunuqe "opaca" (o riflettente). Ammessio sia anche il vetro del parabriiz questo deve comunque presentare un'opacità sufficiente (se cioè fosse un vetro "ideale" i raggi luminosi del proeittore non passerebbero semplicemente "oltre"?) per riflettere "il raggio" del proiettore
Quindi deve essere per forza essere focalizzato sul parabriiiiz .... o sbaglio ?

ciao ciao

PS: non sò ancora come si accende / imposta (?) l'hud sull'80

[Aldus]

Premesso che non me ne intendo assolutamente di ottica, ma se il proiettore dell'HUD deve far vedere delle immagini, significa che le deve proiettare su una superficie comunuqe "opaca" (o riflettente).

Generalmente è sufficiente l'inclinazione di un vetrino rispetto alla fonte di luce per far sì che sul vetrino si possano "proiettare" delle immagini.
Col vantaggio però che il vetrino rimane trasparente, ossia non è un telo bianco come al cinema, quindi essendo trasparente si riesce sempre a guardare fuori.

Vuoi provare a fare un hud molto raffazzonato?
Ok, ti serve un CD....




...e un cellulare.




Adesso togli il cd dalla confezione, apri la confezione, e mettila sopra il cellulare.




Poi accendi il cellulare, e regoli l'inclinazione del "vetrino".
Ad una certa inclinazione noterai che il vetrino diviene un "semispecchio", ossia ti permette di vedere le informazioni proiettate del cellulare, e contemporaneamente puoi guardarci attraverso osservando il panorama circostante ( in questo caso...il mio calorifero ).




Ecco diciamo che in linea di massima un Hud funziona così.

[Galaxy]

Ora Aldus fa pure le dimostrazioni pratiche

Grande!!

[Otaku]

...Poi accendi il cellulare, e regoli l'inclinazione del "vetrino".
Ad una certa inclinazione noterai che il vetrino diviene un "semispecchio", ossia ti permette di vedere le informazioni proiettate del cellulare, e contemporaneamente puoi guardarci attraverso osservando il panorama circostante ( in questo caso...il mio calorifero ).




Ecco diciamo che in linea di massima un Hud funziona così.

Si, ma la messa a fuoco è sulle lamelle del calorifero, lo schermo è sfuocato! Vorrei capire come si fa ad avere i dati a fuoco pur guardando lontano.

[Aldus]

Fai una messa a fuoco in un punto fittizio che corrisponde aldilà del vetro.
E' un po' complicato da spiegare.
Supponiamo di avere un telo bianco posto a 5 metri da me, e ovviamente un proiettore che proietta un'immagine contro il telo.
Accendo il proiettore e probabilmente vedrò sfuocato.
A quel punto regolo le lenti del proiettore sino a quando l'immagine va "a fuoco" sul telo, ossia faccio sì che la luce dell'immagine si concentri esattamente su quel punto (il telo) e a quella precisa distanza (5 metri).
Se ora giro ancora un po' le lenti della messa a fuoco noterò che l'immagine si sfuoca.
Perchè?
Perchè sto facendo cadere l'immagine in un punto "fittizio" posto davanti o dietro il telo.
Se chiedo ad un amico di spostare il telo avanti o indietro troverò il punto (la distanza) nella quale l'immagine torna ad essere perfettamente a fuoco.
Questo punto potrebbe essere chessò a 2 metri di distanza oppure a 20 metri, dipende da come ho regolato le lenti precedentemente.
Il problema del telo qual'è?
E' che col telo non posso "barare", ossia non posso con lo sguardo andare OLTRE il telo.
Il telo è un ostacolo fisso per i miei occhi, per cui sono obbligato e tenere gli occhi a fuoco sul telo e a regolare la messa a fuoco del proiettore sul telo.

Ma col vetrino inclinato è diverso.
Il vetrino inclinato si comporta sì come un telo, ma un telo trasparente che mi permette di mettere a fuoco lo sguardo OLTRE ad esso.
In pratica è come se questo telo fosse a distanza infinita, e io non devo fare altro che regolare le lenti del proiettore per mettere a fuoco l'immagine su quella distanza.
Praticamente è come se dicessi all'amico "portami il telo a 10 km di distanza, così io lo guardo e (ovviamente) metto a fuoco l'immagine sul telo posto a 10 km di distanza".

Il vantaggio del vetrino dell'HUD è quello di evitare di avere un ipotetico "telo" a 10 km di distanza.
Il vetrino ce l'ho a pochi decimetri dalla faccia, ma non è questo che conta.
Non ho l'obbligo di tenere lo sguardo a fuoco sul vetro (il telo), bensì dove voglio, il vetro rifletterà sempre e comunque l'immagine a seconda di come gliela metto a fuoco io tramite le lenti del proiettore.

Ripeto è un po' difficile da spiegare, ma forse riesco a farti vedere come funziona.
Dovrei avere da qualche parte un vecchio proiettore super8. Se riesco a trovarlo voglio provare ad utilizzarlo per fare qualche foto di un "hud casalingo", questa volta però con l'immagine regolata sul fuoco infinito e sparata contro il vetrino della custodia del cd.
Teoricamente dovrei poter vedere l'immagine perfettamente a fuoco pur mantenendo lo sguardo sull'infinito.
Non so se ci riuscirò (dipende tutto dall'ottica del proiettore), ma voglio provarci.

[Aldus]

Dimenticavo, qui ci sono un po' di informazioni sui sistemi HUD e affini.

http://www.medien.ifi.lmu.de/lehre/ws06 ... -gross.pdf

[LS4]

Dovrei avere da qualche parte un vecchio proiettore super8. Se riesco a trovarlo voglio provare ad utilizzarlo per fare qualche foto di un "hud casalingo", questa volta però con l'immagine regolata sul fuoco infinito e sparata contro il vetrino della custodia del cd.
Teoricamente dovrei poter vedere l'immagine perfettamente a fuoco pur mantenendo lo sguardo sull'infinito

ci sei riuscito?
è interessante questa spiegazione e, se funziona, aiuta a rispondere a qualche dubbio che avevo sui collimatori a riflessione che penso funzionino in base allo stesso principio