Магистерская диссертация на тему: «Повышение эффективности системы раннего предупреждения столкновения самолета с поверхностью земли» (стр. 6 )

3) При усталости глаз снижается острота зрения к красному цвету и уменьшается различимость зеленого и синего цветов. Поэтому символы, обозначающие критические параметры или события, должны отличаться от нормальных символов помимо цвета еще каким-нибудь отличительным  признаком (размером, формой, расположением и т. п.).

При кодировании важной информации следует использовать более одного атрибута (например, цвет, размер и форму одновременно).

Длина алфавита знаков и количество градаций изобразительных атрибутов не должны быть слишком большими, иначе при декодировании передаваемой информации возникают ошибки. В случае использования буквенно-цифровых знаков длина алфавита не должна превышать 50, при использовании абстрактных знаков их должно быть не более 8-16.

Больше всего знаков человек способен различать, если в основе их построения лежат некоторые ассоциативные признаки. Тогда алфавит может достигать нескольких сот знаков.

Рекомендуемое количество градаций для различных атрибутов изображений  приведено в табл.2.1.

Таблица 2.1

  §2.3. Характеристики  индикаторов

Бортовые индикаторы, размещаемые на приборной доске в кабине

экипажа, характеризуются рядом параметров – геометрических, светотехнических, массогабаритных и других. К основным характеристикам относятся:

- форма и размер экрана, а в случае прямоугольного экрана – соотношение его сторон (aspectratio);

- допустимые углы обзора;

- разрешающая способность;

- форма и состав пикселя;

- яркость изображения, равномерность яркости по площади экрана, возможности по регулировке яркости;

- контрастность изображения;

- цветовые возможности;

- коэффициенты отражения экрана;

- частота регенерации изображения;

- точность воспроизведения изображения, геометрические искажения;

- используемое электропитание, потребляемая мощность;

- масса и габариты;

- наработка на отказ.

Кроме перечисленных характеристик индикаторы различаются своими возможностями, в первую очередь:

- наличием встроенного вычислителя - генератора символов;

- способностью показывать видеоизображение от внешнего источника и возможностью накладывания на это изображение другой информации. [9]

  §2.4  Форма и размер экрана.

Существующие бортовые индикаторы имеют экран квадратной или прямоугольной формы. Такая форма вызвана как технологическими ограничениями используемых плоскопанельных технологий, так и соображениями удобства компоновки индикаторов на приборной доске.

Квадратная форма экрана, то есть соотношение сторон (горизонтали к вертикали) 1:1, более предпочтительна для индикации карты и другой информации в ограниченном пространстве приборной доски. Большинство бортовых экранных индикаторов первых поколений имело квадратный экран, этот формат был утвержден и авиационными стандартами. Однако в последнее время на первый план вышли соображения стоимости и ситуация изменилась.

В связи с тем, что разработка элементной базы индикации специально для авиации чересчур дорога и при малых потребностях этого сегмента рынка не окупается, разработчики индикаторов сориентированы на применение модифицированных или упрочненных коммерческих индикационных панелей, которые используются в дисплеях переносных компьютеров и имеют формат4:3. Поэтому в настоящее время неформальным стандартом для авиационных индикаторов стало соотношение сторон экрана 4:3. У индикаторов малого и среднего размера чаще используется портретное расположение экрана, при котором более длинная сторона располагается вертикально (формат 3:4), у индикаторов большого размера – ландшафтное, при котором длинная сторона располагается горизонтально (формат 4:3).Некоторые индикаторы показывают видеоизображение в телевизионном формате 4:3, а символы рисуют в формате1:1.

Размер экрана бортовых электронных индикаторов с момента их появления на борту медленно, но постоянно растет. Вначале устанавливались индикаторы с экранами небольшого размера - 100x100 мм или 125x125 мм. На современных ЛА основные индикаторы имеют экран размера 150x200 мм или200x200 мм. И с совершенствованием технологии размеры экранов индикаторов продолжают увеличиваться. Сегодня на новейших военных игражданских ЛА можно видеть индикаторы с диагональю экрана 12″-14″ (250-350 мм). Аналогичная тенденция наблюдается и в коммерческих дисплеях: смомента появления в 1988 г. и до 2000 г. размер диагонали жидкокристаллических индикаторов с активной матрицей увеличился с 3 до 30дюймов.

  §2.5  Углы обзора.

Экран индикатора может наблюдаться под разными углами, при этом качество изображения может изменяться. Обычно с отклонением наблюдателя от центра экрана в сторону качество изображения ухудшается.

Углы обзора индикатора – это углы, под которыми изображение имеет приемлемое качество. Их измеряют от нормали к центру экрана, а качество характеризуют минимально-допустимым контрастом изображения. Обычно диапазоны углов обзора указывают в двух направлениях: по горизонтали и по вертикали.

Для некоторых технологий индикации, например для электронно-лучевых трубок, углы обзора не являются критичным фактором. Что касается жидкокристаллических индикаторов, которые повсеместно используются в кабинах современных самолетов, у них углы обзора ограничены.

Жидкокристаллический (ЖК) материал обладает двойным лучепреломлением, поэтому он превращает линейно поляризованный свет, падающий на поляризатор под номинальным углом, в эллиптически поляризованный свет, отклоняющийся от первоначального направления (раздел 5.8). Так как свет эллиптически поляризован, линейный поляризатор на передней панели индикатора направляет часть падающего на него света в сторону. Возникают утечки света от лампы подсвета в направлениях, отличающихся от перпендикуляра к плоскости экрана, причем с увеличением угла отклонения утечки увеличиваются и, как следствие, уменьшается контраст изображения, ухудшаются яркость и хроматичность.

В кабине истребителя, где пилот, как правило, один и сидит близко к приборной доске, требования к углам обзора невысоки. Например, на F-22A, исходя из положений, которые может занимать голова пилота и с учетомразличий антропометрических характеристик пилотов, предъявленные киндикаторам требования по углам обзора оказались весьма скромными: ±25°по горизонтали и ±10° по вертикали, т. е. диапазон углов обзора составляетвсего 50° по горизонтали и 20° по вертикали. В больших кабинах транспортныхи пассажирских самолетов требования к углам обзора выше. Ориентировочно можно считать, что диапазон углов обзора должен быть:

- не менее 30° по горизонтали (±15°) и не менее 30° по вертикали - в кабине содним пилотом, 120° по горизонтали и 60° по вертикали - в кабинах с двумя пилотами.

Современные ЖКИ легко перекрывают эти требования. Коммерческие дисплеи обеспечивают диапазон углов обзора 140°-170° как по горизонтали, так и по вертикали. У авиационных индикаторов успехи скромнее, но лучшие из них обеспечивают диапазон 120°-130° по горизонтали и 90°-120° по вертикали.

Углы обзора зависят от режима работы ЖК панели. Нормально черныеЖК панели имеют лучшие углы обзора по сравнению с нормально белыми.

Разрешающая способность и информационная емкость. Разрешающая способность характеризует способность индикатора показывать мелкие детали  изображения.

В зависимости от принятого способа построения изображения  разрешающую способность можно оценить по минимальной толщине линии, к оторую способен показать индикатор, или по минимально возможному для данного индикатора диаметру точки на экране. Для индикаторов с растровым способом построения изображения такая элементарная точка называется пикселем. Пиксель может находиться в двух состояниях – светящемся итемном. Для дисплеев компьютеров и для телевизоров разрешающую способность часто оценивают, исходя из линейного размера пикселя или толщины линии. При этом ее выражают несколькими способами:

а) непосредственно линейным размером в мм;

б) плотностью пикселей/линий – их количеством на единицу длины (1 смили 1 дюйм);

в) удельным количеством пикселей, т. е. количеством пикселей на единицу площади экрана (1 см2 или 1 кв. дюйм);

г) общим количеством пикселей по горизонтали H и по вертикали Vэкрана в виде H x V (например, 1024x768) или ссылкой на стандартное коммерческое разрешение экрана VGA, HVDT итд;

д) числом линий развертки по вертикали.

Такие способы оценки разрешающей способности позволяют сравнивать

индикаторы между собой, однако указание одного только линейного размерапикселя/линии или производных от него характеристик ничего не говорит отом, способен ли человек различить эту отдельную точку/линию и следовательно насколько хорош данный индикатор: необходимо еще знать, накаком расстоянии находится экран от наблюдателя. Поэтому в общем случаеразмер точки или толщину линии было бы логичнее выражать через угловойразмер, занимаемый этой точкой/линиейв поле зрения наблюдателя, иизмерять в угловых единицах – долях радиана или градуса. В частном случае дисплеев компьютеров разрешающую способность можно свести к линейнымразмерам, так как положение экрана относительно наблюдателя считается фиксированным и известным. Действительно, в том случае, когда прямо передчеловеком-оператором находится только один экран, угловой размер пикселя вцентре и в углу экрана отличается не слишком заметно. Например, принахождении оператора в 40 см от экрана 15″ дисплея SXGA (1024x768) угловойразмер точек в центре экрана и на краях отличается на 9% и этим можно пренебречь. В кабине экипажа, где пилот пользуется разными индикаторами, разнесенными по площади приборной доски (а в кабинах с двумя пилотами ониоба могут использовать еще и индикаторы на средней приборной доске), разница в угловых размерах точек на индикаторах может быть весьма  существенна.

Таблица 2.2

 

При увеличении разрешающей способности индикатора улучшается качество восприятия изображения. Считается хорошей разрешающая способность близкая к разрешающей способности глаза - 1′. Хотя глаз обеспечивает такую разрешающую способность только в ограниченной зоне обзора, это не означает, что за пределами этой зоны требования к разрешающей способности индикатора могут быть снижены: во-первых, при передаче движущихся изображений и периферийное зрение чувствительно к такому разрешению, во-вторых, глаз очень быстро может перемещаться в пределах широкого диапазона углов обзора. Минимальная разрешающая способность, при которой индикатор еще можно считать приемлемым для бортового применения – 100 угловых секунд.