近年来伴随着军事航空的大力发展,平视显示器(Head-up Display简称HUD)在空军以及被广泛应用并且不断发展。在飞行过程中,飞行员通过HUD显示设备来获取飞机的飞行状态和飞行参数。目前针对HUD显示界面的信息布局和色彩各方面的研究较为广泛。本论文以HUD界面为研究对象,以人-机-环系统为基础,结合飞行员视觉认知,针对HUD界面视场布局开展工作:(1)从人、机、环三个方面分析飞行员与飞机HUD显示器设备以及外部环境之间的相互关系。人的方面,主要阐述了与研究相关的人体系统及视觉参数,视觉特性视场大小,以及飞行工作中由于人的因素产生的影响;机的方面,研究了飞机的简单飞行原理,平视显示器的系统,平视显示器的信息构架和视场布局;环境方面,介绍了飞行员所处的天空环境,研究了飞行环境从生理上和心理上对于人的影响。(2)研究飞行员视觉认知和视觉搜索行为。根据Endsley的情境感知理论模型,从界面分析了信息获取第一阶段中存在影响的因素,重点分析了信息传递阶段中所涉及到的情境感知,选择性注意、视觉搜索等问题。结合眼动追踪研究方法,通过预实验测试在单因素的条件下,研究背景信息对于飞行员造成的视觉搜索影响。引入计算机视觉的显著性分析,研究飞行员视觉搜索机制,以及画面显著性对于视觉搜索的影响。建立HUD画面显著性和飞行员视觉认知的映射关联。(3)基于本文所提出的画面显著性和飞行员视觉认知的映射关联,针对画面中出现的显著性差异和画面选择性注意分配的状态,设计出两个自适应显示视场的界面调整方案。本文通过分析人-机-环系统以及对HUD界面视场自适应的研究,为降低飞行员对于飞机HUD界面的认知难度提供了新思路,从人机工效学和视觉显著性两个方面对于飞机的显示视场进行改进研究,平衡飞行员同一界面中可能出现的视觉差异,提高使用效率。