簡介
HUD雖然HUD目前廣泛的使用在各類軍用飛機上，但是並非任何位於座艙前方的裝置都是HUD，有些只是單純的光學瞄準器而已。
原理
HUDHUD投射的資料主要與飛行安全有重要關係，譬如飛行高度，飛行速度，航向，垂直速率變化，飛機傾斜角度等等。使用於戰鬥環境時，還會加上目標資料，武器與發射相關資料，預估命中點等等。這些顯示的資料能夠根據不同狀況而變換。
歷史
hudHUD誕生的最重要關鍵是電腦處理轉換之後，將需要的資料傳遞給HUD的顯示單元，再將影像投射到前方的玻璃上。第一架使用HUD的飛機是美國海軍的A-5艦載機。
民用航空是在1975年由法國達梭飛機公司首先使用在Mercure飛機上面。1970年代晚期美國麥克唐納·道格拉斯飛機公司在生產的MD-80系列飛機上開始採用HUD。
HUD的使用到了1970年代中期以後開始普遍化，除了美國本身以外，其他國家也陸續購買或者是研發相關的系統。然而這時候有一個新的衍生問題出現：由於HUD需要占用駕駛艙前方的空間，而這個空間又和座艙罩的設計有很大的關聯，即使許多戰鬥機已經使用光學瞄準器，體積較大的HUD可能無法順利安裝在需要的位置上，導致日後座艙罩在設計上必須考慮預留HUD需要的空間。
HUD將傳統指針儀表提供的資料改以文字或者是數字表現，成為下一波軍用機儀表顯示改良：玻璃駕駛艙的起點。
基本構架
hud資料處理單元是將飛機上各系統的資料整合處理之後，根據選擇的模式轉換成預先設定的符號，圖形或者是以文字或者是數字的型態輸出。有些產品將訊號處理與影像輸出分成兩個裝置，不過大致上都是類似的工作方式。
影像顯示裝置就是安裝在座艙前方，位於飛行員與座艙罩之間的空間上。影像顯示裝置接收來自資料處理裝置的資訊，投射在玻璃上面。顯示裝置並且附有控制臺，能夠調解或者是改變輸出的影像。
未來發展
新一代的HUD在影像顯示方面的改良包括採用全像攝影（Holographic）顯示方式，擴大顯示影像的範圍，尤其是增加水平上的視野角度，減少支架的厚度對於視野的限制與影響，增強不同光度與外在環境下的顯示調整，強化影像的清晰度，與其他光學影像輸出的配合，譬如說能夠將紅外線影像攝影機產生的飛機前方影像直接投射到HUD上，與其他的資料融合顯示，配合夜視鏡的使用以及採用彩色影像顯示資料。
在資料處理單元上的改良包括提高處理的速率和效率，增加與其他新航空電子或者是感側裝置的資料接收能力，強化圖形處理與產生功能等方面。
衍生產品
hud美國是最早研究頭盔顯示器的國家之一，代號為VTAS的頭盔瞄準具曾在1960年代於F-4戰鬥機上進行短暫試驗，但是並未進入量產，只有使用在攻擊直升機的武器瞄準上。蘇聯是第一個正式在戰鬥機上採用頭盔瞄準器的國家，譬如米格-29使用頭盔瞄準器，搭配R73（北約編號AA-11）空對空飛彈使用。
不過頭盔瞄準器只是光學瞄準器的衍生產品，無論是在顯示的資料量以及功能上都必須與HUD密切配合，譬如蘇聯的頭盔瞄準器只是作為R73飛彈的射擊指揮為主，不提供其他飛行所需要的資料。更進一步的功能強化版被稱為頭盔顯示器（Helmet Display），他將HUD與其他相關功能整合之後，直接投射在飛行員頭盔前方。以美國剛剛服役的聯合頭盔顯示系統（Joint Helmet Mounted Cueing System，JHMCS）可以取代HUD的顯示功能，並且能夠協助行員投射各種對空與對地武器，不局限於特定的飛彈系統，當飛行員的視野與機上現有的HUD重疊的時候，JHMCS的影像會自動消失以免產生混淆。
車輛套用
作用
車輛套用駕駛員不必在觀察觀察遠方的道路和近處的儀表之間調節眼睛，可避免眼睛疲勞。
誤區
HUD顯示的信息可能會不清晰，尤其是在在前方有強光照射的情況下。
HUD抬頭顯示不是不可以關閉的，有些車輛的HUD抬頭信息顯示還可以移動顯示位置。
HUD抬頭顯示並非由擋風玻璃產生，而是前風擋玻璃上會用一塊全息半鏡映射信息，實際發射點是由儀表台上的發射點投影到玻璃上的。
產品
Garmin HUD安裝HUD之後，用戶在駕駛時只要掃一眼擋風玻璃上的投射信息來查看導航。HUD顯示的信息會包括轉向箭頭、距下一個彎的距離、時速、預計達到時間和當前限速。採用轉向箭頭而非詳細地圖的好處是讓信息更為直觀來減少司機的注意分散。HUD的亮度會適應環境光線變化自動調節。
另外HUD也會提前提示前方的攝像區域——也就是電子狗功能。GarminHUD的價格為129.99美金。
遊戲術語
hudFFX的選單和行動狀態下和戰鬥狀態下的HUD，選單提供了大量的信息，然而對於處在自由行動狀態下的玩家而言，這些信息都不是立刻需要的。HUD只提供了最重要最基本的內容：當前場景的地圖。切換到戰鬥狀態下之後，HUD所提供的信息轉變為那些只和戰鬥相關的部分。
記得最早的遊戲pong在設計的時候就沒有HUD的。對於這樣一個簡單的遊戲而言，唯一對玩家有意義需要及時掌握的就是雙方的比分，而最早版本的pong沒有這個功能，玩家需要自己去記錄比分。遊戲設計者很快意識到了這個問題，HUD很快就被整合到了後來的遊戲之中，並隨著遊戲的進化一起演變，完善。這篇文章中，我會用一些收集到的例子，來整理一下遊戲HUD的類型和進化過程，聊聊HUD對於遊戲性本身的意義。
HUD設計
綜述
hud角色扮演類遊戲
取決於遊戲是否會在行動場景和戰鬥場景之間切換，角色扮演遊戲的HUD設計會有所不同，關於行動的那一部分內容，比如地圖和方向指示之類的信息可能會被單獨分列出來。但總體上角色扮演遊戲的HUD信息量基本是一致的：玩家的生命，魔法，行動力，狀態（或者其它因遊戲而異的內容）等等的數值，玩家可以“一鍵”接觸到的物品魔法等等東西，如果物品和魔法的內容很複雜，那么一般都會把全面調節的功能交給選單來完成。比如預設快捷鍵和選單游標位置記憶功能就是這樣的目的，把選單中全面而細微的調節能力中，挑選出一些最重要的，放到HUD上來，共玩家選擇使用。格鬥遊戲
無論格鬥遊戲系統本身怎么進化，從2D變到3D，格鬥遊戲的HUD總是保持著自己一貫的特色。格鬥遊戲的HUD大多分成兩個部分：第一，對戰鬥數據的統計，第二，對戰鬥中精彩場面的描述。前者就是那些顯眼的血槽，還包括時間，局數計分。後者則是對於連擊之類的精彩動作的積分等等信息。其中血槽這個東西是遊戲HUD設計上一個很有討論價值的東西，下面我們在HUD的進化過程和進化方向這兩個內容上都會再提到它。體育遊戲
體育類遊戲在設計HUD的問題上有著天然的兩個參考坐標系：電視轉播畫面和球隊的戰術分析圖。遊戲的HUD結合了這兩者，即體現出了電視轉播畫面的現場感，也做出了戰術分析圖那樣的清晰感，讓玩家儘可能的在有身臨其境的感覺的同時也對比賽局面有著清晰的了解。實際上體育類遊戲的HUD設計作的是如此的好，以至於最近以來，很多體育項目的電視轉播畫面開始學習這類遊戲的HUD設計，往畫面上添加一些即時的比賽信息和戰術分析。比如我在看橄欖球比賽的時候就明顯有這樣的感覺，電視直播畫面上會有一些線條和指示，把每次攻守的策略和進展都明確的表示出來，對於水平有限的我而言，去體育場看的時候，當然氣氛那是不能比的，但對於比賽本身的了解卻要差了一個檔次。駕駛模擬類遊戲
這類遊戲所要模仿的對象就是HUD這個概念的來源的地方，所以駕駛模擬類遊戲HUD設計的原則也就變得非常簡單而直接：儘可能的去重現模擬對象的原始HUD就可以了。當然根據遊戲模擬真實的程度不同，再現真實HUD設計的程度也有所區別。HUD的設計始終存在一個如何抽取最重要的信息提示玩家的問題，過於仿真的遊戲HUD設計將大量的信息不加選擇的堆在玩家面前。對於遊戲本身“模擬”這個概念而言，是好事，但對於像通過這些遊戲來體驗現實生活中不可能接觸到的東西這個目的而言，高度的仿真模擬往往會成為上手的障礙。遊戲畢竟是遊戲，遊戲的HUD如何在仿真模擬和抽象表現上把握平衡，是這類遊戲的一個突出問題。動作射擊類遊戲
射擊類遊戲的HUD通常都包括了玩家的狀態，玩家的武器狀態，地圖，以及目標指示這四個方面。第三人稱的射擊遊戲或者團隊策略類射擊遊戲在HUD設計上和傳統的第一人稱射擊遊戲區別也不是很大，重點同樣在這些要素上。HUD的引入給所有的射擊類遊戲，無論遊戲本身的背景設定是在什麼樣的時代，都帶來了一定的科幻未來的要素。真實的戰鬥中，對於戰場情況的把握從來都是很大的挑戰，不斷進步的單兵信息化裝備正是力求解決這些問題。射擊類遊戲通過HUD的引入超前的解決了這個問題。就目前而言，感覺做的最好的射擊類遊戲HUD恰恰就是一些未來題材的射擊遊戲，等下在HUD進化中我們會看到例子。策略類遊戲
最為複雜的一類遊戲HUD，事實上在這類遊戲裡面HUD和選單往往難以截然區分。因為玩家幾乎每時每刻都需要確實的掌握整個遊戲空間裡大量單位的行動。HUD是簡化了的選單，但在很多的策略類遊戲上，簡化只是一個美好的願望，遊戲本身的複雜程度和玩家的“上帝”視角導致了這類遊戲必然隨時都有大量的信息反饋和大量的命令等待輸入。策略類遊戲的HUD如此的複雜，以至於在控制器鍵位相對較少的遊戲主機上，這類遊戲的流行程度始終達不到PC上同類遊戲的流行度。遊戲本身機制導致的複雜HUD設計應該是這類遊戲客群群體局限性產生的原因之一。其它類型的遊戲，比如平台遊戲，益智遊戲等等在HUD設計上感覺並沒有什麼特別的地方。它們的HUD只要能清晰的交代出遊戲人物（如果有的話）的狀態和遊戲的進展程度（得分之類的信息）就可以了。
進化過程
綜述
hud血槽
血槽是一個聰明的，然而也是不得已而為之的設計。格鬥會對人造成累計性的傷害，隨著傷害的加重，人的行動能力會下降，這會導致兩個後果：戰鬥能力下降，以及到了一定程度後徹底喪失戰鬥能力宣告失敗。前者是一個量變的過程，後者則是一個質變的程度。血槽只模擬了後者，而完全忽略了前者。當然我並不是要去否定血槽這種設計，遊戲畢竟是遊戲，格鬥遊戲因為血槽的引入在脫離了真實的同時也得到了自己的獨特的遊戲性。但有些格鬥類遊戲對於真實性有著格外的愛好，比如拳擊遊戲，摔跤遊戲，尤其是當這些遊戲和真實的人物，賽事聯繫起來之後，玩家更希望遊戲從機制上變得更加現實一些，傷害能夠在肢體細節上體現出來，血槽這種HUD設計顯然無法達成這個目的了。而即使在其他純粹的格鬥遊戲中，也有著傷害細化的潛力，或許，一種全新的格鬥遊戲就會從此誕生。於是以FN3為代表的一些新格鬥類遊戲終於將血槽這個東西拋棄，把HUD融入遊戲畫面本身，通過遊戲人物動作，表情，傷害等等細節的描繪，來取代原來一個抽象的血槽的作用。遊戲的臨場感和玩家的投入感立刻得到了很好的提升。同樣，現在的一些動作射擊遊戲也在逐步的取消血槽的設計，取而代之的是只在受傷達到一定程度之後，才用特殊的HUD信息，比如血紅的螢幕，來提醒玩家自己已經處在相當危險的境地了。血槽為代表的HUD在這些例子中，都在進化過程中被削弱了。
削減要素
hud削弱HUD的第二個目的在於增加遊戲的真實程度。有些遊戲的HUD存在是必然的，有現實依據的，比如角色扮演遊戲就是系統設計的必然，而賽車遊戲的HUD是現實的反映。而有些的HUD存在則是完全的為了遊戲服務，比如在二戰題材的射擊遊戲裡出現信息豐富的HUD，從技術上來說這是不可能的，不真實的（出現在GRAW裡面就沒有問題）。在玩家扮演一個拳擊手參加拳擊比賽的時候靠HUD上的血槽來了解對方的身體狀態也是不真實的。如果遊戲設計上想在真實這個方面走得更遠，就必須把HUD所表現的抽象的信息放回遊戲畫面本身裡面去，讓玩家和真實生活中的人物一樣，通過對遊戲事件和畫面細節的觀察來提取所需要的信息。
進化方向
遊戲HUD設計的進化依然在繼續，朝著更加真實更少的干擾遊戲畫面的方向前進。隨著技術的進步和設備的更新，HUD設計在至少下面這兩個方面有著取得新的突破的可能。第一，將HUD要素從視覺往聽覺轉移。音樂和音效往往就是以前遊戲聽覺內容的全部，這些信息雖然能很好的反應遊戲氣氛，但對於玩家獲取有用的遊戲提示而言卻總是用處不大。一些歐美角色扮演遊戲在這方面開始注意，通過NPC的對話內容來提示玩家的行動方向。這種HUD要素從視覺往聽覺的轉移同樣是為了讓遊戲的信息提示方式更加的真實，更好地讓玩家能夠沉迷於一個生動的遊戲世界當中。
第二，雙屏。主機的多螢幕顯示能力和NDS的雙屏顯示都提供了這樣的可能性。多螢幕的HUD徹底區分了HUD信息和遊戲畫面內容，但又可以同時出現，基本處在同一視野範圍內（所以和選單還是不一樣的）。這樣的分屏顯示的HUD在信息量上可以變得更加豐富。當然怎么利用這樣的分屏顯示的HUD是一個挑戰，過多的無用信息會讓這個創意變成純粹的機能炫耀而毫無意義。
帶來意義
設計思路
hud無論是HUD的弱化，還是HUD的強化，都可以用來達成一個共同的目的：讓玩家有更多的時間來閱讀遊戲對手更多的行動細節，比如FN3強調的對於對手身體狀況的觀察，顯然比只看血條要來的有意思的多。比如GRAW的CrossCam對於戰場的觀察，顯然也比只看小地圖上幾個不同顏色的小點的移動來的形象。弱化的HUD把自身融入了遊戲圖像表現中去，強化的HUD把遊戲的圖像表現部分的包含了進來，這樣的融合和包含也導致了HUD吸取了遊戲圖像表現內容的一部分功能：通過HUD預測遊戲對手行動方向。
格鬥遊戲的愛好者都會理解這一點，對手每發起一個攻擊動作，都會有一定的準備時間。從對手按下按鍵開始，遊戲人物作出出拳或者出腳的動作，然後再到拳腳擊中你，需要一段時間。這一段時間的存在就給你提供了預讀和準備機會，可以考慮是躲閃，還是防守，還是反制。這一切可能性都是建立在你可以，而且有足夠的時間去預讀和判斷的基礎上的。
理論介紹
這種預讀行為被遊戲開發者稱作“石頭-剪子-布”遊戲機制下的“攻擊信號”。為了更好的解釋HUD可以用來預測遊戲對手行動方向這個功能的意義，我們先來大體了解一下這個“石頭-剪子-布”遊戲機制的內容。這是一個針對競技遊戲設計而提出的概念，當然任何遊戲都可以最低限度的看成玩家和AI之間的競技，RPG也是一樣，你控制遊戲人物和遊戲AI控制的怪物們競技。根據這個理論，一個成功的遊戲系統設計，必然會給每一個攻擊方式一個相應克制方式，就好像大家平時都玩過的石頭尖子布這種最簡單的遊戲，三種“攻擊方式”相互牽制，沒有任何一個是無敵的。
這個理論認為，在這樣一個單純的“石頭-剪子-布”系統下，由於你不能判斷對手的出招方式，每一個攻擊方式也都沒有絕對的勝算，於是，最簡單的生存策略就是：隨機的，快速的出招。體現在格鬥遊戲上，當一個遊戲新手還沒有學會判讀對手出招方式的時候，他往往會一通亂按，毫無章法的戰鬥。這樣的對手並不一定就意味著很弱，因為即使你是高手也無法猜透他的下一步的行動。
然後這位新手會慢慢的學會開始閱讀對手的動作甚至是心理，在對手出招的那一刻：也就是攻擊的信號已經發出而攻擊的效果尚未達成的時候，判斷出對手下面的攻擊方式，從而得出相應的防禦方式。在理想的狀況下，任何的攻擊都是有信號的（雖然這個信號的長短可能會不同），也就意味著如果信號和攻擊有著完美的一對一關係，那么主動攻擊一方就會永遠的處於下風，因為他所有的攻擊都會被拆解，而這個時候他將是非常危險的。
於是我們看到新手從拆機台進步到和對手對峙，雙方誰也不輕易出招，都在等著對方先犯錯誤。如果我們把注意力轉移到即時戰略遊戲，可以看到一個更明顯的這樣的例子：中等水平的玩家對戰的時候很有可能會兩個人都窩在家裡造了很多東西，但就是不大舉進攻。因為進攻意味著自己的發展方向的暴露，而在平衡性好的即時戰略遊戲裡，任何的發展策略都可以找到對應的克制策略，於是先暴露自己的發展方向就等於告訴了對手克制自己的方法。
當然要是遊戲設計停止在這一層次，那么遊戲就沒有意思了，“石頭-剪子-布”系統的最後一個要點，就是要把攻擊信號和攻擊本身分離開來，也就是通常所說的要“做假動作”。這樣一來，對手就必須通過一段時間的遊戲，來慢慢把握對手的攻擊模式，攻擊信號可以意味著某幾種可能性，但不能被確定的閱讀成某一個攻擊方式，這樣在選擇對應方式上，也就既有了客觀標準可以依靠，避免了隨機快速的攻擊行為；也必須加入主觀的判斷成分，避免了“完美均衡”導致的先出手必然劣勢的尷尬。
（以上說法請參見：VictorChelaru：RockPaperScissors-AMethodforCompetitiveGamePlayDesign。理論本身還有很多細節，這裡只是把相關的部分總結出來，有興趣的可以去看看。）
設計實現
hud其次，它提供了良好的給信號充分表現的時間和空間。完全依賴於遊戲畫面將會讓玩家在大量的信息面前失去方向，不知道如何提取有用的信息，HUD可以把攻擊的信號部分“放大”，突出的表現出來。可以看這樣一個例子，抽象的數字HUD可以告訴你你被飛彈擊中，損失了30%的裝甲，一個完全依賴畫面的遊戲系統可以讓你看到遠處飛彈來襲的全過程和細節，只不過需要上帝保佑你能從滿天戰火中用自己的肉眼提取出這個飛彈的信息，意識到它的存在，而一個標示了飛彈來襲路線和剩餘距離的報警系統則可以讓你有足夠的時間去思考，去作出規避動作，遊戲的樂趣由此產生。
FN3的格鬥動作設計就充分的體現出這一點，遊戲的HUD整合到遊戲畫面動作當中，提醒你注意到對手的細節，從而有足夠的時間去思考，做出判斷，決定對策。GRAW的Cross-cam把一定距離上的敵人的行動展現在你的眼前，同樣是為玩家贏得了預讀攻擊信號的時間，同時也給敵人提供了設定“假動作”陷阱的可能，從而提高了遊戲的競技性和娛樂性。
