Head-up display, atau disingkat HUD, adalah setiap tampilan yang
transparan menyajikan data tanpa memerlukan pengguna untuk melihat diri
dari sudut pandang atau yang biasa. Asal usul nama berasal dari
pengguna bisa melihat informasi dengan kepala “naik” (terangkat) dan
melihat ke depan, bukan memandang miring ke instrumen yang lebih
rendah.
1. Sejarah HUD
HUD pertama kali diperkenalkan pada tahun
1950-an, dengan adanya teknologi reflektif gunsight pada perang dunia
ke dua. Saat itu, suatu tembakan dihasilkan dari sumber listrik yang
diproyeksikan ke sebuah kaca. Pemasangan proyektor itu biasanya
dilakukan pada bagian atas panel instrumen di tengah daerah pandang
pilot, antara kaca depan dan pilot sendiri.
Dengan menggunakan reflekti
f
gunshight pada pertempuran udara, pilot harus “mengkalibrasi”
pandangannya secara manual. Hal ini dilakukan dengan memasukkan lebar
sayap target pada sebuah penyetelan roda yang diikuti dengan penyesuaian
mata, sehingga target yang bergerak dapat disesuaikan dengan bingkai
yang diarahkan kepadanya. Dengan melakukan hal tersebut, maka hasilnya
akan terjadi kompensasi terhadap kecepatan, penembakan peluru, G-load,
dll.
Pada tahun 1950-an, gambar dari efletif gunsight diproyeksikan ke sebuah CRT (Cathode Ray Tube)
yang dikendalikan oleh komputer yang terdapat pada pesawat. Hal inilah
yang menandai kelahiran teknologi HUD modern. Komputer mampu
mengkompensasi akurasi dan menyesuaikan tujuan dari kursor secara
otomatis terhadap faktor, seperti range, daya percepatan, tembakan
peluru, pendekatan target, G-load, dll.
Penambahan data penerbangan terhadap
tanda bidikan, memberikan perananan kepada HUD sebagai pembantu pilot
dalam melakukan pendaratan, serta membantu pilot di dalam pertempuran
udara. Pada tahun 1960-an, HUD digunakan secara ekstensif dalam
melakukan pendaratan. HUD menyediakan data-data penerbangan penting
kepada pilot, sehingga pilot tidak perlu melihat peralatan pada bagian
dalam dari panel.
Penerbangan komersial HUD pertama kali
diluncurkan pada tahun 1980-an. HUD pertama kali digunakan oleh Air
Inter pada pesawat MD-80. Namun, masih tergantung pada FD pesawat untuk
bimbingan dan hanya bekerja sebagai repeater informasi yang ada. Pada
tahun 1984, penerbangan dinamika Rockwell Collins sudah berkembang dan
mendapatkan sertifikasi HUD “standalone” yang
Dengan menggunakan reflektif
gunshight pada pertempuran udara, pilot harus “mengkalibrasi”
pandangannya secara manual. Hal ini dilakukan dengan memasukkan lebar
sayap target pada sebuah penyetelan roda yang diikuti dengan penyesuaian
mata, sehingga target yang bergerak dapat disesuaikan dengan bingkai
yang diarahkan kepadanya. Dengan melakukan hal tersebut, maka hasilnya
akan terjadi kompensasi terhadap kecepatan, penembakan peluru, G-load,
dll.
Pada tahun 1950-an, gambar dari efletif gunsight diproyeksikan ke sebuah CRT (Cathode Ray Tube)
yang dikendalikan oleh komputer yang terdapat pada pesawat. Hal inilah
yang menandai kelahiran teknologi HUD modern. Komputer mampu
mengkompensasi akurasi dan menyesuaikan tujuan dari kursor secara
otomatis terhadap faktor, seperti range, daya percepatan, tembakan
peluru, pendekatan target, G-load, dll.
Penambahan data penerbangan terhadap
tanda bidikan, memberikan perananan kepada HUD sebagai pembantu pilot
dalam melakukan pendaratan, serta membantu pilot di dalam pertempuran
udara. Pada tahun 1960-an, HUD digunakan secara ekstensif dalam
melakukan pendaratan. HUD menyediakan data-data penerbangan penting
kepada pilot, sehingga pilot tidak perlu melihat peralatan pada bagian
dalam dari panel.
Penerbangan komersial HUD pertama kali
diluncurkan pada tahun 1980-an. HUD pertama kali digunakan oleh Air
Inter pada pesawat MD-80. Namun, masih tergantung pada FD pesawat untuk
bimbingan dan hanya bekerja sebagai repeater informasi yang ada. Pada
tahun 1984, penerbangan dinamika Rockwell Collins sudah berkembang dan
mendapatkan sertifikasi HUD “standalone” yang
pertama sebagai pesawat komersial, yang disebut HGS (Head Up Guidance System).
Sistem “stand alone” ini mendatangkan kesempatan untuk mengurangi waktu
lepas landas dan pendaratan minimum. Pada tahun 1984, FAA menyetujui
pendaratan CAT IIIA tanpa menyediakan pemasangan sistem autoland atau
autothrottle pada pesawat yang dilengkapi dengan HGS.
Sampai beberapa tahun yang lalu, Embraer
190 dan Boeing 737 New Generation Aircraft (737-600,700,800, dan 900
series) adalah satu-satunya pesawat penumpang komersial untuk datang
dengan HUD opsional. Namun, kini teknologi ini sudah menjadi lebih umum
untuk pesawat seperti Canadair RJ, Airbus A318 dan beberapa jet bisnis.
HUD telah menjadi peralatan standar Boeing 787. Dan lebih jauh lagi,
Airbus A320, A330, A340 dan A380 keluarga yang sedang menjalani proses
sertifikasi untuk HUD. Selain pada pesawat komersial, HUD juga sudah
mulai digunakan pada mobil dan aplikasi lainnya. BMW merupakan pabrikan
otomotif pertama yang meluncurkan produk massal dengan teknologi HUD
pada kaca depannya. Teknologi ini tak hanya memberi kenyamanan bagi
pengemudi, melainkan juga keselamatan berkendara.
HUD terbagi menjadi 3 generasi yang mencerminkan teknologi yang digunakan untuk menghasilkan gambar, yaitu:
- Generasi Pertama –
Gunakan CRT untuk menghasilkan sebuah gambar pada layar fosfor, memiliki
kelemahan dari degradasi dari waktu ke waktu dari lapisan layar fosfor.
Mayoritas HUDs beroperasi saat ini adalah dari jenis ini
- .Generasi Kedua –
Gunakan sumber cahaya padat, misalnya LED, yang dimodulasi oleh sebuah layar LCD untuk menampilkan gambar. Ini menghilangkan memudar dengan
waktu dan juga tegangan tinggi yang dibutuhkan untuk sistem generasi
pertama. Sistem ini pada pesawat komersial.
- Generasi Ketiga –
Gunakan waveguides optik untuk menghasilkan gambar secara langsung dalam
Combiner daripada menggunakan sistem proyeksi.
Penggunaan HUD dapat dibagi menjadi 2
jenis. Jenis pertama adalah HUD yang terikat pada badan pesawat atau
kendaraan chasis. Sistem penentuan gambar yang ingin disajikan
semata-mata tergantung pada orientasi kendaraan. Jenis yang kedua adalah
HMD, helm dipasang yang menampilkan HUD dimana elemen akan ditampilkan
tergantung pada orientasi dari kepala pengguna.
2. Teknologi HUD
CRT (Cathode Ray Tube)
Hal yang sama untuk
semua HUD adalah sumber dari gambar yang ditampilkan, CRT, yang
dikemudikan oleh generator. Tanda generator mengirimkan informasi ke CRT
berbentuk koordinat x dan y. Hal itu merupakan tugas dari CRT untuk
menggambarkan koordinat senagai piksel, yaitu grafik. CRT membuat piksel
dengan menciptakan suatu sinar elektonil, yang menyerang permukaan
tabung (tube).
Refractive HUD
Dari CRT, sinar
diproduksi secara paralel dengan sebuah lensa collimating. Sinar paralel
tersebut diproyeksikan ke kaca semitrasnparan (kaca gabungan) dan
memantul ke mata pilot. Salah satu keuntungan dari reaktif HUD adalah
kemampuan pilot untuk menggerakkan kepalanya dan sekaligus melihat
gambar yang ditampilkan pada kaca gabungan.
Reflective HUD
Kerugian dari HUD
reflektif adalah akibatnya pada besarnya tingkat kompleksitas yang
terlibat dalam meproduksi penggabungan lekungan dari segi materi dan
rekayasa. Keuntungan besarnya adalah kemampuan pada peningkatan tanda
brightness (terang), meminimalisir redaman cahaya dari pemandangan
visual eksternal dan adanya kemungkinan untuk menghemat ruang di kokpit,
karena lensa collimating yang tidak diperlukan.
System Architecture
HUD komputer mengumpulkan informasi dari sumber – sumber seperti IRS (Inertial Reference System), ADC (Air Data Computer),
radio altimeter, gyros, radio navigasi dan kontrol kokpit.
Diterjemahkan ke dalam koordinat x dan y, komputer HUD selanjutnya akan
menyediakan informasi yang dibutuhkan untuk hal apa yang akan
ditampilkan pada HUD ke generator simbol. Berdasarkan informasi ini,
generator simbol menghasilkan koordinat yang diperlukan pada grafik,
yang akan dikirmkan ke unit display (CRT) dan ditampilkan sebagai simbol
grafik pada permukaan tabung.
Kebanyakan HUD militer
mudah memberikan atau melewatkan isyarat kemudi FD melalui generator
simbol. HUD memperhitungkan isyarat kemudi pada komputer HUD dan hal
tersebut membuatnya sebagai sistem ‘standalone’. Sipil HUD merupakan fail-passive
dan mencakup pemeriksaan internal yang besar mulai dari data sampai
pada simbol generator. Kebanyakan perselisihan perhitungan dirancang
untuk mencegah data palsu tampil.
Display Clutter
Salah satu perhatian
penting dengan simbologi HUD adalah kecenderungan perancang untuk
memasukkan data terlalu banyak, sehingga menghasilkan kekacauan
tampilan. Kekacauan tampilan ini jauh dari eksklusif untuk HUD, tetapi
hal ini sangat kritis pada saat melihat ke arah tampilan. Setiap
simbologi yang tampil pada sebuah HUD harus melayani atau memiliki
sebuah tujuan dan mengarahkan peningkatan performa. Kenyataannya, bukan
piksel tunggal yang dapat menerangi kecuali dia secara langsung
mengarahkan pada penigkatan. Prinsip yang diterapkan pada perancangan
HUD adalah ‘ketika dalam keraguan, tinggalkan saja’.
3. Faktor Perancangan HUD
Ada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan ketika merancang sebuah HUD, yaitu:
♣ Bidang penglihatan –
Karena mata seseorang berada di dua titik berbeda, mereka melihat dua
gambar yang berbeda. Untuk mencegah mata seseorang dari keharusan untuk
mengubah fokus antara dunia luar dan layar HUD, layar adalah
“Collimated” (difokuskan pada tak terhingga). Dalam tampilan mobil
umumnya terfokus di sekitar jarak ke bemper.
♣ Eyebox – menampilkan
hanya dapat dilihat sementara mata pemirsa dalam 3-dimensi suatu daerah
yang disebut Kepala Motion Kotak atau “Eyebox”. HUD Eyeboxes modern
biasanya sekitar 5 dengan 3 dari 6 inci. Hal ini memungkinkan pemirsa
beberapa kebebasan gerakan kepala. Hal ini juga memungkinkan pilot
kemampuan untuk melihat seluruh tampilan selama salah satu mata adalah
di dalam Eyebox.
♣ Terang / kontras –
harus menampilkan pencahayaan yang diatur dalam dan kontras untuk
memperhitungkan pencahayaan sekitarnya, yang dapat sangat bervariasi
(misalnya, dari cahaya terang awan malam tak berbulan pendekatan minimal
bidang menyala).
♣ Menampilkan akurasi –
HUD komponen pesawat harus sangat tepat sesuai dengan pesawat tiga
sumbu – sebuah proses yang disebut boresighting – sehingga data yang
ditampilkan sesuai dengan kenyataan biasanya dengan akurasi ± 7,0
milliradians.
♣ Instalasi – instalasi dari komponen HUD harus kompatibel dengan avionik lain, menampilkan, dll
sumber :
http://freezcha.wordpress.com/2010/11/16/hud-head-up-display-system/
