Quelques précisions sur le principe du collimateur et du HUD (avion ou voiture).

En disposant un miroir transparent entre la tête du pilote et la verrière on peut y projeter des images collimatées à l’infini. Ces images se superposent au paysage et permettent donc au pilote de surveiller en même temps son environnement et les données fournies par ses instruments de bord. La glace est inclinée à 45° et le champ visuel est de l’ordre de 20°.

Cela revient à dire que la vitre du HUD n'est qu'un écran transparent sur lequel on projette une image tel que sur un écran blanc ordinaire.
Ici l'écran est transparent afin qu'il ne masque pas la vue du pilote.

La mise au point (réglable en fonction du pilote) se fait sur l'infini de façon à ce que l’œil n'aie pas à accommoder entre  la vue extérieure (infini) et l'écran (proche), de fait une photo prise du HUD en réglant distance et cellule de façon à obtenir la mise au point exclusivement sur le cadre ou le verre du HUD donne le dessin des informations floues.

La glace du HUD n'est qu'un écran RECEVANT une image projetée car autrement, par quel miracle d'optique aurait-on une image à percevoir.
Par principe son inclinaison est différente de celle du pare-brise pour éviter d'avoir une autre image parasite floue sur ce dernier.
Les collimateurs (schématiquement) ont deux glaces, l'une recevant les informations, l'autre les repères à aligner sur les informations pour centrer l’œil sur l'image.

Si l'image projetée sur un écran, quel qu'il soit, devait se décaler suivant la position de l'observateur cela voudrait dire que seuls les spectateurs centraux verraient les films au cinéma et que les passagers d'une voiture n'auraient aucun accès aux informations affichées.

La preuve n'est pas compliquée à apporter, il suffit de se mettre à l'extérieur et regarder le HUD, il y a bien une image sur le HUD (inversée).

La difficulté à laquelle se heurtent les concepteurs actuels est la projection en 3D du relief, des obstacles et de la piste car dans ce cas, effectivement, la position de l’œil est importante et impose le calcul de son positionnement dans l'espace (cas des viseurs intégrés au casque des pilotes d'hélicos par exemple, solution proche du Track-IR que l'on connait sur nos simus).

Le HUD du PMDG est une erreur, du moins d'après les travaux de (qui n'y connaissent sûrement rien):

Bernard Claverie
Professeur de psychologie, Ecole Nationale Supérieure de Cognitique, Institut Polytechnique de Bordeaux – Université de Bordeaux

Alain Leger
Professeur associé à l’Ecole Nationale Supérieur de Cognitique, Expert facteur humain - KTD “Sciences de l’information et de la cognition”
Thales Group – Centre de recherche Le Haillan

Marie Charbonneau
Doctorante en Sciences Cognitives - CIFRE, Ecole Nationale Supérieure de Cognitique et Cockpit Integrative Solutions
Thales Avionics – Le Haillan

Pierre Vaïda
Professeur de physiologie et médecine aéronautique et spatiale, UFR des Sciences Médicales
Université Victor Segalen Bordeaux 2 – Université de Bordeaux

et bien d'autres dans le monde.

Dernière modification par bede40 (05-10-2015 16:18:53)

Très utile le vecteur vitesse.

De toute façon si on parle de la perfection et bien aucun HUD n'est parfait sur FS, a ma connaissance (autre qu'une vu 2D). Il y a soit des pb de fluidités, des petites sacades ou l'horizon artificiel qui a du mal à suivre sur le roulis.

Il faudrait tout simplement ne PAS le modéliser. Plus de pb.

Peut-être que Majestic Software sortira un petit bijou. En attendant c'est sur d'autres simu qu'il faut se rendre pour l'apprécier.



a+

Dernière modification par Val77 (05-10-2015 16:49:47)

Précisons encore,

Réalité augmentée par fusion de données.

Une forme placée devant l’observateur apparaît d’autant plus grande qu’elle est proche et qu’elle se situe dans un plan perpendiculaire à l’axe du regard. Elle apparaît d’autant plus courbe qu’elle est proche, et qu’elle est excentrée par rapport à l’axe du regard (Rock, 2001).

Néanmoins, un processus cognitif inconscient permet de reconstruire mentalement dans l’espace, à partir de la signification attribuée au contexte visuel, les formes des objets perçus sur la surface de la rétine.

Ce processus est une source d’erreurs d’interprétation (Wickens et Holland, 2000), notamment dans la perception du parallélisme ou dans l’évaluation de la verticalité et de la pente (Leger et Aymeric, 1999 ; Stuart et al., 2007). Le problème posé à la vision tête haute est alors celui de la fusion, dans un même espace perceptif, d’informations issues de différentes distances, tout en préservant l’usager des erreurs naturelles.

Certaines informations ont des caractéristiques d’une perception à l’infini (le domaine lointain - the far domain), alors que d’autres sont des reconstructions projetées sur des écrans proches de l’oeil du pilote (le domaine proche – the near domain) (Wickens et Ververs, 1998). Afin de donner l’impression d’un seul espace visuel extérieur lointain dans lequel sont réellement incrustées les informations surajoutées, comme si elles faisaient partie du paysage, on simplifie les informations surajoutées, comme si elles faisaient partie du paysage, on simplifie les informations issues de sources artificielles après les avoir enrichies selon un code standardisé.

Cette fusion sur l’afficheur « combineur » nécessite un traitement spécifique par dispositif de collimation.

Le collimateur permet de rendre parallèles à l'axe optique tous les rayons issus d'une source lumineuse ponctuelle. Il est réalisé en plaçant une lentille convergente entre l’oeil et la cible à voir.

L’image, bien que provenant d’une source proche de l’oeil, est perçue comme étant à l'infini. Ceci restera vrai tant qu’aucun objet matériel ne s’interposera (phénomène d’interposition) dans le champ ainsi collimaté.

Un premier type d’architectures d’HUD classiques est constitué d’un objectif de collimation composé de groupes de lentilles, d’un miroir de pliage et d’un miroir semi-réfléchissant plan qui assure le renvoi de la lumière et la superposition des images avec le paysage.
L'image est initialement formée sur un écran CTR. Elle est reprise par un dispositif, dit « optique relais », qui en forme une image intermédiaire. C’est celle-ci qui est collimatée et projetée sur le combineur « bilame ».

Ce combineur comporte une première lame plane qui change l’orientation du faisceau lumineux, et une seconde, sphérique, utilisée pour donner l’impression de projection à l’infini.

Cette architecture est limitée à un angle de vision de 20 à 25 degrés. Elle utilise des composants optiques conventionnels, et possède un axe de révolution. La qualité d’image se traduit par une absence d’effet de parallaxe.

Un système plus complexe, dit « grand champ », permet une vue de 30 à 40 degrés. Le miroir semi réfléchissant est alors courbe et participe à une collimation plus large, tout en restant dans les mêmes dimensions d’encombrement. Un optique relais forme une image intermédiaire qui est placée au foyer du miroir courbe, en travaillant hors de son axe. Les lentilles de l’optique relais sont alors décalées afin de compenser les aberrations résiduelles. Dans les systèmes les plus récents, un réseau de rétro-éclairage par LED 10 est placé à l'intérieur d'une chambre lumineuse réfléchissante garnie d'une feuille sécurisée, légère et spéculaire, garantissant une réflectivité élevée. Ce dispositif assure ainsi une perception soutenue dans toutes les conditions d’éclairage ambiant. Le dispositif global comporte, outre le collimateur et le combineur, un boîtier contenant le système de projection d'images à matrice active et son circuit électronique associé. Le panneau optique est parfois relié au boîtier par un bras escamotable télescopique qui permet à l'ensemble de s'étendre ou de se retirer en fonction des caractéristiques anthropométriques de l’usager, du dégagement du

Quoi qu'il en soit, mono lame ou multi lames, la projection de chaque couche d'informations se fait sur une lame pas dans l'espace.
Le multi lame permet de s'affranchir de la parallaxe en donnant cet effet de mouvement en introduisant un effet artificiel de profondeur.

Dans le cas du multi lames, la sortie du champ de vision (10-25 ou 30-40 degrés) supprime l'image, sur lame unique l'image persiste.
Ces limitations limitent les déplacements de l’œil D/D à 5-6.5° ou 15-20°.

Expérience simple : éclairer une vitre à l'aide d'une lampe de poche fixe, vous vous déplacez dans la pièce, le rond éclairé par la lampe reste fixe sur la vitre. De même avec un projecteur diapo même réglé sur infini, l'image reste fixe.

La notion de pseudo-relief est donnée sur le multi lame par procédé optique sur chaque lame. Ce procédé est basé sur nos facultés de faire l'analyse des éléments affichés pour en avoir un rendu visuel, d'où l'angle de vision limité au-delà duquel toute information pseudo 3D a une position erronée et donc l'affichage supprimé.

Prochaine étape: un simu à images synthétisées dans le cockpit pour avoir de la vraie 3D et comme celaa fera double emploi avec le cockpit existant et bien on inventera les drones.

Thomas, une étoile est un objet positionné dans l'espace (peut-être et certainement plus à cette place vu la distance parcourue par la lumière).

Nous ne voyons les objets (et images)matériels ou immatériels que par la lumière qu'ils émettent ou réfléchissent.

Si les images projetées par le HUD n'avaient pas de glace comme support nous ne les verrions tout simplement pas, sauf sur le mur du hangar devant encore que la mise au point laisserait alors à désirer. Toute projection a besoin d'un support pour se matérialiser en image, opaque ou transparent.

On dit glace du HUD parce que c'est effectivement de la glace et pas du simple verre, pas du tout les mêmes tolérances optiques.

Ah la la... Comment detourner un topic.... En cours sur le HUD...
Tu sais je pense Thomas que tu devrais occuper les forums de vol reel avec tout ce que tu sais sur la vraie vie et en plus t'aurais plus d'amis...
Jonathan

Dernière modification par JBravo117 (05-10-2015 19:01:48)

Pour revenir un peu au HUD
il faut dire que la première fois qu'on regarde au travers c'est assez bluffant .
Pour ceux qui n'ont pas encore expérimenté ,imaginez vous regarde au travers de la relativement petite glace du HUD d'un mirage 2000 et voir les infos ,comme suspendue devant l'avion et surtout sans travail apparant de l'œil puisque c'est collimaté a l'infini .on a l'impression de ne pas lire ce qui est écrit ...c'est doux si j'ose dire .
Et quand a la VTM du rafale ,et bien cette fois on a l'impression de regarder dans une boîte sans fond ...
Tout ça pour dire que c'est du beau matos ..

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Dernière modification par n666eo (30-04-2016 20:13:12)

Vaste débat!



Cette image issue d'une vidéo montre bien le plan de projection de l'image. Cette image est visible bien que hors champ visuel du HUD.
La cméra aurait été plus haute, nous n'aurions pas d'image dans le HUD.

Petite video preview

Dernière modification par Robapin (31-10-2015 15:30:09)

Mouais inutile. Une preview où on ne voit rien d'avantage que la 1ere.

Ou alors si c'est faire une vidéo pour annoncer une sortie sous peu ok mais dans ce cas là il faut appeler cela un TEASER...

Wait&See

a+ :)

Il y avait un décompte final qui s'est arrêté à +9 depuis... 1 mois.

Bref, la sortie est proche et loin en même temps.

a+ :)

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Dernière modification par n666eo (30-04-2016 20:14:00)