Head(s) Up Display
1. 개요
항공기, 자동차 등의 앞 유리창에 정보를 표시해주는 증강현실 장치.2. 현실에서의 HUD
2.1. 항공기용
[1]
최초로 개발된 것은 항공기에 적용하기 위해서였다. 항공기의 조종석에 있는 속도계, 고도계, 자세지시계 등 빼곡한 아날로그 계기판들은 조종사가 그냥 보기에도 벅찰 정도로 복잡했는데,[2] 고개를 들었다 내렸다 하면서 계기를 챙겨보며 이착륙을 하거나 ( 군용기의 경우) 정신 없이 전투를 벌이기는 대단히 어려운 일이었다.
그래서 조종사가 계기판을 보기 위해 고개를 숙이지 않고 고개를 든 채로 볼 수 있게 해주는 디스플레이라는 의미로 'Head(s) Up Display'[3]라는 명칭이 붙었다.
그 이전까지는 군용기의 경우 조종석에 HUD 비슷한 것이 달려있어도 단순히 동그라미만 그려진 조준경이거나, 좀 발전해서 간단한 도형으로 레이더로 조준한 표적이 미사일 사거리에 들어왔는지만 알려주는 수준이었다. 뭘 조준할 일이 없는 민간 항공기에는 당연히 그런 것조차도 있을 리가 없었다.
그러나 현대의 HUD는 도형과 숫자, 글자로 조종사에게 현재 속도, 고도, 방향, 자세 같은 다양한 정보들을 알려준다. 군용기들은 여기에 더해 표적의 방향, 거리나 표적이 미사일의 사정거리 이내에 들어왔는지의 여부, 혹은 지금 기관포를 쏘거나 항공 폭탄을 투하하면 그것들이 어떠한 경로로 날아갈지를 알려주는 무장 조준을 돕는 역할을 한다.
HUD는 최초에는 민항기에도 적용하기 위해 개발되었으나 실용화한 것은 군용기가 먼저로, A-7 콜세어의 개량모델인 A-7D, 혹은 스웨덴의 사브 37 비겐이 HUD를 최초로 사용한 것으로 알려져 있다. 의외로 전투기가 아니라 공격기에 먼저 쓰였는데, 저고도로 고속비행하는 공격기는 조종사가 잠깐 계기판을 보는 앗하는 사이에 지면에 충돌할 위험이 높기 때문. 이외에도 폭탄의 착탄지점을 예상해주는것,[4] 조준용 카메라가 보고있는 방향을 알려주는것 등등의 역할도 있다. 1970년대 초중반 이후로 현재는 거의 대부분의 군용기가 HUD를 달고 있다.[5]
반면 민간항공기는 HUD의 도입이 늦었는데 아무래도 상대적으로 급격한 공중전이나 저고도 비행을 할 일이 적고, 대개의 경우 조종사와 부조종사 두 명이 타서 업무를 분담하기 때문이다. 허나 있으면 편한 건 확실하기 때문에 점차 이것을 다는 추세. 예시로 올라와 있는 사진도 민간 항공기인 B737-800 HUD다. 영상
원리는 의외로 심플하다. 조종사 앞에 작은 유리판을 비스듬하게 대고 그 밑에 홀로그램을 쏘아주는 디스플레이어를 두는 것. 창가에 얼굴을 들이대면
F-14와 같은 일부 항공기는 아예 HUD용 유리판 없이 전방의 방풍창에 직접 화면을 띄우기도 한다.[7]
현재는 HUD 기술이 매우 발전하여 단순히 도형, 기호를 띄우는 수준을 넘어 영상을 띄우는 것이 가능하다.
전투기에 탑재된 적외선 카메라( FLIR)로 찍은 화면을 그대로 HUD에 뿌려주는 것. 그러면 깜깜한 밤중에 마치 HUD 쪽만 외부로 창이 뚫린 것처럼 전방의 모습이 실제와 동일하게 겹쳐 보인다. 이러면 조종석의 모니터 화면을 보며 전방을 확인하는 것 보다 훨씬 유리하다.
HUD에서 좀 더 발전한 것이 HMD(Helmet Mounted Display). 아예 시야가 움직이면 화면도 따라서 움직이도록 헬멧에 화면을 달았다. F-35는 아예 HUD를 없애버리고 HMD만을 사용한다.
2.2. 자동차용
이 기술은 그대로 자동차에도 적용되었다. 1988년에 제너럴 모터스가 출시한 올즈모빌 커틀라스 수프림 5세대 모델이 자동차에 처음 적용된 것으로 알려져 있다. 고급형 제품은 내비게이션을 연동해 내비 정보를 화면에 출력하거나 차량센서를 통해 후측방경보, 차선이탈경보 등 다양한 정보를 표시해 준다. 단순히 OBD 연동만 지원하여 속도, RPM, 현재 시간 정도만 보여주는 저가형 제품도 판매되고 있다.
한국에서는 90년대 중반부터 수입되기 시작한 캐딜락 드 빌에 단녹색으로 장착되어 첫 선을 보였으며, 후에 E60 5시리즈로 본격적인 대중화가 시작되었고, 캐딜락 STS 후기형에 단색 내지는 2가지 색이 아닌 풀컬러 HUD가 장착되기 시작하였다. 국산차로는 기아 K9에 최초로 순정으로 장착되었다.
운전용 선글라스를 사용할 경우 HUD와 궁합이 좋지않다. 무난한 물건을 고를 경우 편광 기능이 들어가는데 이게 HUD도 걸러버려서 잘 보이지 않는다.
2.2.1. 매립형
현대 팰리세이드에 탑재된 HUD.
주로 제조사에서 옵션으로 제공하며, 내비나 카오디션을 장착해주는 전문점에서 옵션이 없는 차량에도 사제로 매립해주는 곳도 있다.
순정은 완성차 업체에서 제공하는 각종 안전운전 시스템과 연동시키기에 패들쉬프트와 조합은 환상궁합이다.
2.2.2. 거치형
차량용 HUD가 대중화된 이후 많은 업체에서도 거치형 HUD를 출시했다. 대부분 차량 제조사에서 제공하는 옵션 비용보다 저렴하면서도 많은 기능을 탑재하고 있는 것이 특징이다. 주로 본체와 반사판으로 이루어져 있으며 기기에 포함된 센서들을 이용해 음성인식과 제스처 컨트롤이 가능하고 기존 차량용 내비게이션과의 연동을 더해 스마트폰과의 연동으로 내비게이션 정보는 물론 통화와 메시지 정보, 미디어 재생 정보, SNS와 E-메일 알림 등을 표시하거나 아예 스마트폰 화면 자체를 투사해 주기도 한다. 발전 속도가 빠른 장치의 특성상 교체 및 업데이트가 쉬워 효율적이다.
그러나 완성차에서 제공되는 순정 HUD와 같이 후측방경고표시 기능이나, 순정 내비게이션과의 연동 등이 어려운 점은 단점이다.
2.2.3. 스마트폰 어플리케이션
HUD 설정을 제공하는 내비게이션 앱이나 이를 연동해주는 HUD 전용앱을 이용해서 스마트폰 화면을 차량 앞유리에 반사시키는 방식이다. 하지만 낮에는 잘 보이지 않는데다가 계기판에 스마트폰을 올려놓으면 차가 돌거나 요철을 지날 때의 충격으로 가만히 있어주지 않는다는 것이 문제. 이를 해결하기 위해 스마트폰을 지지해주는 매트
반사판+지지대를 결합한 제품도 출시되고 있다. 일종의 거치형 HUD라고 할 수 있겠지만 레이저가 아닌 스마트폰 화면을 반사하기 때문에 투사율도 낮은데다가 거치형이 제공하는 각종 기능도 없으므로 여러모로 꿩 대신 닭인데, 아무리 스마트폰이 만능이라고한들 고정식 일체형 배터리 스마트폰이 많은지라 혹사시키고 약정 못채워져서 수명단축되는 꼴 못 면한다.
2.3. 컴퓨터용 (?)
사진일반 키보드 상단에 살짝 끼워서 키보드의 동작을 보조하거나 애플 매킨토시의 터치바와 유사한 작동을 해주는 제품을 HUD(헤드업 디스플레이)라고 부르기도 하지만 정식 명칭은 '컴페니언 디스플레이'라고 한다.
3. 게임에서의 HUD
철기
위 두 사진은 배틀필드 4의 Su-25와 A-10의 콕핏 사진이다.
게임 플레이 시에 현재 플레이어 본인이나 게임 상황에 대한 정보를 알리는 데 사용된다. HUD에는 플레이어의 현재 체력, 사용 중인 무기나 아이템, 다른 플레이어나 아이템 등의 위치를 나타내는 미니맵, 아군과 적군의 점수 등과 같은 정보들이 포함될 수 있고 매우 다양하다. 이러한 정보는 월드 위에다 그래픽과 텍스트를 그려 전달해 줄 수도 있고 RPG의 경우 UI 수준으로 복잡하게 그려내기도 한다.
하지만 순간적인 상황 판단이 중요한 FPS에서는 플레이어의 시야를 최대한 확보하면서도 가시성을 확보할 수 있도록 최소한의 정보만 직관적으로 표한하는 것이 대세. 물론 현실성을 위해 일일이 헬멧 내부를 재현한 작품들도 있기 때문에,[8] 결과적으로 제작자가 캐주얼을 추구하는지, 아니면 현실성을 추구하는지에 따라서 HUD가 바뀌게 된다.
[1]
보잉 737의 HGS(Head-up Guidance System).
737 NG부터 옵션으로 사용된다.
[2]
게다가 고장을 대비해 같은 것을 두 개씩 달아 놓는 경우도 있어서, 그 숫자도 많았다.
[3]
'Head(s)-up Display'라고 표기하기도 한다.
[4]
이것을 CCIP라고 부른다.
[5]
다만 1970년대 초에 도입된 기체들은 기초적인 HUD가 달려있어 예를 들어
F-14A/B 톰캣의 경우 HUD 업그레이드를 하지 않았을 때는 속도나 고도 같은건 계기판으로 보고 HUD에는 상하 각도와 컴퓨터의 한계로 느리게 갱신되는 PFM, 선택된 무장과 수량, 레이더로 락온한 적기의 위치 등 급박한 상황에서 빠르게 대응하는데 도움을 주거나 HUD로만 표현 가능한 그런 것들이었다.
[6]
여객기의 경우 Head-up Guidance System이라고 하여 기본 원리는 같지만, 프로젝터 비스무리하게 생긴 장치가 조종사 머리 위에 달려 있어서 조종사와 조종석 앞 유리 사이에 놓인 유리에 상을 맺게 한다.
[7]
이 경우에는 전방의 유리판이 하나라 깔끔하다는 장점이 있지만 비가 오면 유리가 깨끗하지 않을 수 있고 원래는 방탄용으로 제작된 것이고 특성상 각도에 제한이 있기에 화질이 좋지 않다. 그래서 F-14에는 HUD 업그레이드 키트가 있다.
[8]
대표적인 게임이
타르코프. UI는 최소화 하고 헬멧에 따라서 아예 시야가 가려지기도 한다.