從事玻璃駕駛艙顯示器工作的工程師和設(shè)計師繼續(xù)尋找與他們想要控制的無生命物體進行交互的有效方法。使用類似于視頻游戲中使用的數(shù)據(jù)驅(qū)動方法，可以創(chuàng)建一個結(jié)構(gòu)，通過該結(jié)構(gòu)部署高級人機界面（HMI）應(yīng)用程序以滿足航空電子設(shè)備開發(fā)人員的需求。

數(shù)據(jù)驅(qū)動模型和基于模型的設(shè)計是航空電子工程師和設(shè)計師以及標準指導(dǎo)委員會討論中更頻繁出現(xiàn)的兩個術(shù)語。所有這些都集中在人類與他們希望控制的無生命物體互動的最有效方式上。HMI可以意味著人類可以用來與設(shè)備交互的任何方法。因此，無軌電車上的制動桿是一種HMI設(shè)備。出于討論的目的，HMI的定義將僅限于飛行員或無人機系統(tǒng)（UAS）地面站操作員與玻璃顯示器交互以有效控制和監(jiān)控飛行器的定義。

人與飛機系統(tǒng)之間的交互需要復(fù)雜的行動和決策，并在瞬間計時。例如，擁有350萬個零件的航天飛機過去由四名或更多宇航員控制，具有指揮官，飛行員和任務(wù)專家的等級。然而，考慮一下F-22猛禽戰(zhàn)斗機/武器系統(tǒng)：它有數(shù)百萬個零件，被許多人譽為人類開發(fā)的最復(fù)雜的系統(tǒng)之一，但它是由一個人控制的 - 飛行員。需要注意的是，這種復(fù)雜的武器系統(tǒng)具有玻璃多功能顯示器（MFD），可以控制系統(tǒng)的大部分功能。

有許多方法可以創(chuàng)建圖形顯示。軟件開發(fā)人員可以使用應(yīng)用程序編程接口 （API） 的圖形集（如 Open GL）或無數(shù)工具，使開發(fā)人員能夠創(chuàng)建交互式動態(tài)圖形，以便通過交互式玻璃顯示器與需要控制系統(tǒng)的用戶進行通信。許多工具采用集成開發(fā)環(huán)境 （IDE），該環(huán)境以本機格式存儲動畫控件圖形，然后使用代碼生成器創(chuàng)建可編譯為可執(zhí)行文件的源代碼文件。在某些情況下，使用的代碼生成器將優(yōu)化本機格式文件。然后，生成的文件被編譯成可執(zhí)行程序，在許多情況下，由優(yōu)化編譯器編譯，該編譯器會進一步更改可執(zhí)行文件。這將是最壞的情況，因為大多數(shù)代碼生成器都有允許用戶控制優(yōu)化程度的設(shè)置，優(yōu)化編譯器也是如此。

這種設(shè)計方法的缺點是，通常很難（如果不是不可能的話）確定后續(xù)代碼文件的基線，并準確跟蹤這些文件中微小更改的影響。例如，如果在框架中繪制一個簡單的形狀，然后向左或向右移動幾個像素，則該操作可能會導(dǎo)致優(yōu)化代碼生成器創(chuàng)建完全不同的輸出文件，從而使該微小更改無法基線或跟蹤。當目標顯示器發(fā)生變化時，這個問題可能會進一步加劇，這需要改變顯示布局，需要重新開發(fā)以適應(yīng)新目標。

數(shù)據(jù)驅(qū)動型方法

長期以來，游戲行業(yè)一直面臨著開發(fā)需要在多個平臺上運行的視頻游戲。面對來來去去的游戲機數(shù)量，以及許多游戲相對較短的生命周期，業(yè)界需要開發(fā)一種方法，讓游戲開發(fā)人員專注于游戲玩法和游戲環(huán)境，而不是不斷調(diào)整游戲設(shè)計以適應(yīng)給定的游戲機。解決方案是針對游戲引擎進行設(shè)計，例如“虛幻4引擎”。根據(jù)定義，任何支持虛幻4引擎的游戲機都將支持原始游戲設(shè)計。游戲設(shè)計師現(xiàn)在可以專注于游戲設(shè)計和可玩性，而不必擔(dān)心目標游戲平臺。

假設(shè)在玻璃HMI顯示器的設(shè)計中使用相同的方法。圖形引擎將位于目標平臺（嵌入式顯示系統(tǒng)）上，并處理數(shù)據(jù)以創(chuàng)建動態(tài)圖形顯示及其相關(guān)行為。HMI設(shè)計師將專注于顯示器的外觀和感覺，而不關(guān)心目標系統(tǒng)。事實上，該顯示器可用于嵌入式駕駛艙、飛行模擬器，甚至是用于培訓(xùn)或營銷相關(guān)活動的圖形輸入板。圖形引擎會將下載到目標系統(tǒng)的命令流作為文件或數(shù)據(jù)數(shù)組進行處理。由于它是純數(shù)據(jù)，因此無需將其編譯或鏈接到目標系統(tǒng)上的可執(zhí)行代碼庫中。數(shù)據(jù)不會因顯示器而異，從而創(chuàng)建一個穩(wěn)定、一致的顯示系統(tǒng)。由于基于目標的引擎只是處理數(shù)據(jù)，因此動態(tài)地將這些數(shù)據(jù)與新數(shù)據(jù)疊加起來是一項簡單的任務(wù)。

這種方法意味著可以在目標系統(tǒng)運行時改變顯示器的外觀和感覺，并實現(xiàn)所謂的人機界面HMI玻璃顯示器實時設(shè)計?？梢詫崟r測量、更改和評估激勵和響應(yīng)時間，從而節(jié)省許多工程設(shè)計時間和返工。

數(shù)據(jù)驅(qū)動的示例

數(shù)據(jù)驅(qū)動架構(gòu)的一個很好的例子是 Aeronautical Radio， Inc. （ARINC） 661 規(guī)范，其中 HMI 由數(shù)據(jù)格式或模型表示。此外，該用例與前面描述的游戲案例非常相似，因為許多不同的用戶應(yīng)用程序 （UA） 可以將命令發(fā)送到通用駕駛艙顯示系統(tǒng) （CDS），并讓這些命令驅(qū)動 CDS 傳達 UA 組件的狀態(tài)，從而有效地向 UA 提供控制輸入。從理論上講，任何按照ARINC 661規(guī)范編寫的UA都可以連接到ARINC 661 CDS，其方式與早期的理論游戲開發(fā)人員將游戲軟件寫入游戲引擎的方式大致相同。

然而，這就是相似之處的結(jié)束。在游戲世界中，軟件游戲被定義為引擎一次，然后生成到許多游戲機執(zhí)行。ARINC 661 系統(tǒng)的情況正好相反：單個 CDS 與幾乎所有飛機系統(tǒng)中的許多 UA 通信。這樣看：單個CDS可以用作飛行員-飛機接口。由于單個CDS由許多UA控制，因此通信結(jié)構(gòu)的明確定義是ARINC 661定義的重要組成部分。此外，UA 可以同時在多個 CDS 上通信和控制其數(shù)據(jù)表示。這種方法正在許多飛機上部署，最著名的是波音787夢想飛機。

審核編輯：郭婷