Kāpēc nakts redzamība ir zaļa?

Jūlijs 3, 2020

 

Pirmkārt, nakts redzamība nav tikai jūsu iecienītākā pirmās personas šāvēja lieta. Tas ir raksturīgs visam, sākot no novērošanas kamerām līdz militārajiem periskopiem un parastajiem viedtālruņiem. Faktiski daļa no iemesla, kāpēc nakts redzamībai ir tik daudz lietojumu, ir tāpēc, ka tā nav tikai viena konkrēta tehnoloģija, bet tā ir vairākās dažādās formās, kuras var izvietot atkarībā no lietošanas gadījuma. Bet tas, ko domā cilvēki, dzirdot vārdus "nakts redzamība", ir tas, ko sauc par attēla uzlabošanas attēla pastiprināšanu. Šī ir stereotipiska zaļā nakts redzamības forma, kuru jūs varat saistīt ar militārpersonām vai kuru redzat darbības filmās, par kurām šī zaļā krāsa tiek izmantota speciāli, jo jūsu acis ir jutīgākas pret zaļo nekā citas krāsas.

Kas un kad izgudroja nakts redzējumu?

Pirmais mūsdienu militārās nakts redzamības sasniegums notika pagājušā gadsimta 1930. gados, pateicoties agrīnai televīzijas izpētei un attēla caurules izstrādei, kuru varētu izmantot, lai infrasarkanos attēlus pārveidotu redzamos displejos. Atzīstot šī izgudrojuma militāro nozīmi, armija sāka veikt savus pētījumus. Šīs pūles radīja pazīstamo Otrā pasaules kara snaiperu darbības jomu. Mūsdienu izteiksmē snaiperu darbības joma ir diezgan primitīva nakts redzamības ierīce, taču tās popularitāte palīdzēja sagatavot ceļu sarežģītākām nākotnes infrasarkano staru sistēmām. 1950. gadu armijā nakts redzamības eksperti veiksmīgi izstrādāja gaismas pastiprināšanas caurules, kurām nebija vajadzīgs apgrūtinošs un enerģiju patērējošs infrasarkanais gaismas avots. Tā bija nakts redzamības laboratorija Virdžīnijā, kur tika izgudroti pirmie attēlveidošanas pastiprinātāji, siltuma attēlveidošanas ierīces un infrasarkanie prožektori. Pirmās paaudzes attēlu caurule, kurai nav nepieciešams gaismas avots, guva milzīgus panākumus Vjetnamā, kur tā tika pārbaudīta nakts kaujas apstākļos. 1 Paaudzes tēla pastiprinātāji 1960. gadu beigās un 1970. gadu sākumā sasniedza divus svarīgus mērķus. Viņi apmierināja steidzamu vajadzību Dienvidāzijas kaujas laukos un pierādīja pasīvās nakts redzamības efektivitāti. Bet, protams, viņiem bija savi trūkumi. Dažām lietojumprogrammām tie bija pārāk dārgi, pārāk smagi un apgrūtinoši.
Pirmās paaudzes caurules trūkums kreisajā augšējā stūrī lielā mērā tika pārvarēts, nesen ieviešot divas otrās paaudzes attēlu pastiprinātāja caurules. Viņi ir ne tikai vieglāki un lētāki, bet vairākos aspektos pārāki par saviem pirmās paaudzes priekšgājējiem. Šī attīstība nozīmēja lielu progresu armijas nakts redzamības tehnoloģijā; izmaksas tika samazinātas, palielinot plašu armijas jautājumu potenciālu. 1. paaudze gandrīz novērš problēmu, kas raksturīga pirmās paaudzes ierīcei: lietotāja īslaicīga apžilbināšana ar gaismu, ko izstaro marķiera lodes.
Vēl viens priekšmets, par kuru guva labumu otrās paaudzes sols, ir daudzfunkcionālas nakts redzamības brilles. Tas tika izstrādāts, lai sniegtu individuālam karavīram visu diennakti mobilitāti, spēju izpildīt, dažādus kaujas un atbalsta uzdevumus tumsas laikā. Turklāt googles ir ideāli piemērotas braukšanai naktī. Viņi atļāva vadītājam 40 grādu redzamības lauku un redzamību līdz 100 metriem mēness gaismā un 50 metrus taisnā gaismā ar ātrumu līdz 35 jūdzēm stundā. Paredzēts, ka brilles ir ļoti vērtīgas, veicot dažādus citus nakts uzdevumus, tostarp gaisa glābšanu un medicīnisko palīdzību. Brilles monokulārā versija bija rokas kabatas tvērums. Tas bija paredzēts, lai to izmantotu kā personīgu nakts skatītāju patruļas vietējai novērošanai, ieroču apšaudei un vispārējai orientācijai tumsā. Kabatas tvērumu var izmantot arī, lai noteiktu ienaidnieka infrasarkano staru izmantošanu.

Kā ar zaļo redzējumu?

Attēla uzlabošana spēj noteikt zemu gaismas līmeni un pēc tam to pastiprināt. Kad fotoni, mazā daļiņa, kas veido gaismu, nonāk attēla pastiprinātājā, viņi vispirms nokļūst īpašā slānī, ko sauc par fotokatodu, kas atbrīvo elektronus. Pēc tam šie elektroni ietriecas otrajā slānī, ko sauc par mikrokanālu plati, kas reizina elektronus, pirms tie nonāk fosfora ekrānā. Nu, tas pēc tam pārveido tos atkal gaismā, jo tagad ir tik daudz vairāk elektronu, ka jūs iegūstat gaišāku attēlu, tāpēc jums būs vieglāk nokļūt kāda cilvēka bāzē un nogalināt visus viņu aktus.
Bet turieties uz sekundi, ja nu nav pietiekami daudz gaismas, lai termiskie pastiprinātāji vispār "redzētu"? Tieši šeit notiek termiskā attēlveidošana. Tā vietā, lai noteiktu gaismas kameras, siltuma kameras nosaka siltumu, kas nāk no cita objekta, jo tās var redzēt infrasarkano gaismu. Karstums liek izstarot fotonus infrasarkanajā vai IR spektrā, un, lai arī cilvēki nevar redzēt infrasarkano gaismu, šīs īpašās kameras to izmanto vairākos dažādos veidos. Mūsu kameras ražo attēlus, ko sauc par termogrammām, kas dažreiz izskatās kā varavīksne, kur dažādas krāsas atspoguļo dažādas temperatūras. Termogrammas ir noderīgas it kā no medicīnas līdz būvniecībai, taču tās ir īpaši noderīgas nakts redzamībai. Dažādu objektu, piemēram, cilvēku vai dzīvnieku, izdalīšana ir ļoti vienkārša, jo to dažādās krāsas izceļas uz ekrāna.
Termiskās kameras bieži vien var sasniegt tādu pašu detalizācijas pakāpi kā to attēlu uzlabojošie kolēģi. Viņiem ir lielas priekšrocības, jo viņi var izvēlēties lietas, kuras varētu būt grūti saskatīt, izmantojot parasto attēla uzlabotāju. Piemēram, ugunsdzēsējs mēģina atrast cilvēkus, kuri jāglābj degošā ēkā, vai mednieks, kurš dziļi mežā izrauj upuri, paslēpies aiz lapotnes, vai policisti, kas mēģina atrast slēpto bēgli. Runājot par termisko attēlu, dažas kameras var pat izveidot savu infrasarkano gaismu procesā, ko sauc par aktīvo apgaismojumu, kur tās faktiski apgaismo apkārtni ar IR starojumu. Tā kā šī papildu infrasarkanā enerģija atstaro visu, ko kameras norāda uz šo stratēģiju, var iegūt daudz augstākas izšķirtspējas attēlus. Lieliski piemērots tādām lietām kā novērošanas kameras, kurās jūs patiešām vēlaties iegūt pozitīvu ID šim purpam, kurš mēģināja nozagt jūsu slushie mašīnu.
Apkopojot, galvenais iemesls, kāpēc nakts redzamība ir zaļa, ir tas, ka ekrāns, kas tiek izmantots attēla pastiprināšanai pašā ierīcē, galvenokārt ir izgatavots no fosfora. Vēl viena svarīga lieta, kas jāatceras, nakts redzamība ir zaļa, jo cilvēka acs var atšķirt vairāk zaļo toņu nekā jebkura cita krāsa.