Head-Up Display

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L'Head-Up Display (visore a testa alta), o semplicemente HUD, è un tipo di display che permette la visualizzazione dei dati di volo (ad esempio quota, velocità e beccheggio) senza dover costringere lo sguardo a soffermarsi sui vari strumenti nella cabina (o abitacolo). Questa tecnica è stata inizialmente introdotta per l'aviazione militare ma è stata in seguito adottata anche dall'aviazione civile, implementata su veicoli terrestri e marittimi oltre che in varie applicazioni di altri settori.

Ad oggi esistono due tipi di HUD:

• Fisso, in cui l'utilizzatore guarda attraverso uno schermo trasparente montato sul cruscotto dell'aereo o del veicolo. Gli aerei commerciali e gli altri veicoli terrestri e marittimi hanno installati apparati di questo genere. Il sistema determina l'immagine da presentare conformemente all'orientamento del veicolo. La dimensione ed il peso dello schermo possono essere di gran lunga superiori che per la seconda categoria di HUD.
• Integrato nel casco o nell'elmetto, in cui il display installato sulla visiera o su un mirino ottico si muove assieme alla testa del pilota. Questa tipologia richiede un più sofisticato sistema di monitoraggio degli spostamenti del corpo per stabilire rapidamente le immagini da proiettare a video. L'apparecchiatura sia ad elmetto che a mirino monoculare fonda la propria accuratezza sul corretto ancoraggio alla testa del pilota, per evitare eventuali errori di prospettiva e parallasse.

Gli HUD hanno in comune le seguenti caratteristiche:

• Il display è pressoché trasparente, essendo le informazioni proiettate con un contrasto visivo e cromatico a seconda dell'ambiente circostante.
• L'informazione è proiettata con un fuoco all'infinito. Così facendo il pilota non ha bisogno di rimettere a fuoco la propria vista (il che potrebbe richiedere decimi di secondo) ogni qual volta sposti lo sguardo dagli strumenti all'ambiente esterno e viceversa.

Il funzionamento dell'HUD è quindi incentrato nel proiettare l'immagine su di un elemento ottico in vetro trasparente (combiner). Inizialmente la fonte dell'immagine proiettata era uno schermo a tubo catodico (CRT), ma in seguito gli apparecchi successivi si sono basati sulle nuove tecnologie di micro-display, come i display a cristalli liquidi (LCD), i cristalli liquidi al silicio (LCOS), micro-specchi digitali (DMDs), diodi organici fotoemittenti (OLED) ed il laser.

Alcuni HUD sperimentali lavorano invece scrivendo direttamente l’informazione sulla retina dell’utilizzatore usando un Laser a bassa intensità.

I display HUD sono stati ideati per i velivoli da caccia e più tardi per i piloti di elicotteri militari nel volo a bassa quota, per i quali il sovraccarico di informazioni era un problema non trascurabile, e per cui rivolgere lo sguardo alla strumentazione durante le fasi più concitate di volo poteva risultare fatale.

Nell'aviazione commerciale gli HUD sono in uso fin dagli anni ’70, quando furono introdotti dall'Alaska Airlines sui propri jet di linea.

Gli HUD comunque, come precedentemente accennato, sono stati proposti e sperimentati per un gran numero di altri usi come:

• disporre informazioni tattiche sul visore del soldato di fanteria (come la posizione relativa dei compagni di pattuglia o il calcolo di un misuratore laser)
• fornire informazioni di base per gli automobilisti, proiettando un’immagine sulla superficie interna del parabrezza. Questo è stato inserito come optional soltanto da poche case costruttrici di veicoli anche a causa dell’attuale illegalità in parecchi Paesi.
• fornire ai chirurghi durante l’operazione una visione d’insieme migliorata, mostrando i risultati di lastre a raggi X sovrapponendole all’immagine reale del paziente, e permettendo quindi loro di vedere strutture normalmente invisibili.
• visualizzare nelle applicazioni informatiche, come videogiochi e software grafici, funzioni aggiuntive per facilitarne l'utilizzo intuitivo.