Πόσο μακριά μπορεί να δει μια συσκευή νυχτερινής όρασης; Κατανόηση του εύρους ανίχνευσης, αναγνώρισης και αναγνώρισης

Ο αντικειμενικός φακός καθορίζει αρχικά πόσο φως φτάνει στον σωλήνα. Βασικοί παράγοντες περιλαμβάνουν τη διάμετρο του φακού, τον αριθμό f{1}}, την ικανότητα συλλογής φωτός- και την οπτική μετάδοση.

Συγκρίνετε έναν αντικειμενικό φακό f/1.2 με έναν αντικειμενικό φακό f/1.7 για παράδειγμα: ο ταχύτερος φακός (χαμηλότερος αριθμός f-) αφήνει πολύ περισσότερο φως, κάτι που έχει τεράστια σημασία σε συνθήκες χαμηλού-φωτισμού ή χωρίς φεγγάρι, όπου κάθε φωτόνιο μετράει. Δύο συσκευές με ίδιους σωλήνες μπορούν να έχουν πολύ διαφορετική απόδοση ανάλογα με τον φακό που βρίσκεται μπροστά από αυτόν τον σωλήνα.

Η μεγέθυνση είναι μια από τις πιο παρεξηγημένες προδιαγραφές στη νυχτερινή όραση. Είτε κοιτάζετε μια συσκευή 1× είτε μια με μεγεθυντικό φακό 3×, 4× ή 5×, η υψηλότερη μεγέθυνση κάνει τα μακρινά αντικείμενα να φαίνονται μεγαλύτερα - αλλά δεν βελτιώνει αυτόματα την ποιότητα της εικόνας ούτε επεκτείνει το εύρος ανίχνευσης.

Στην πραγματικότητα, η αύξηση της μεγέθυνσης χωρίς αντίστοιχη αύξηση{0}}της ικανότητας συγκέντρωσης φωτός μπορεί στην πραγματικότητα να κάνει την εικόνα πιο αμυδρή και πιο κοκκώδη, καθώς η ίδια ποσότητα φωτός διαχέεται τώρα σε μια μεγαλύτερη εμφανή εικόνα. Η μεγέθυνση αλλάζει πόσο μεγάλος φαίνεται ένας στόχος, όχι πόσες πληροφορίες συλλαμβάνει πραγματικά η συσκευή.

Αυτή είναι αναμφισβήτητα η μεγαλύτερη μεταβλητή στον πραγματικό-κόσμο. Η παραδοσιακή νυχτερινή όραση δεν δημιουργεί φως από το τίποτα - ο σωλήνας ενίσχυσης εικόνας χρειάζεται μερικά φωτόνια για να λειτουργήσει, είτε από το φως του φεγγαριού, το φως των αστεριών, τη μακρινή αστική λάμψη, το λυκόφως ή το ανακλώμενο φως από τα σύννεφα.

Μια καθαρή νύχτα με φωτεινό φεγγάρι και μια έντονη συννεφιά, νύχτα χωρίς φεγγάρι μπορεί να παράγει δραματικά διαφορετικά αποτελέσματα από την ίδια ακριβώς συσκευή. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μια ενιαία τιμή "μέγιστου εύρους" μετριέται σχεδόν πάντα κάτω από ένα συγκεκριμένο, ευνοϊκό σύνολο συνθηκών φωτισμού που μπορεί να μην ταιριάζει με το πραγματικό σας περιβάλλον.

Σε σχεδόν-απόλυτο σκοτάδι, ένας φωτιστής υπερύθρων (IR) καθίσταται απαραίτητος. Συμπληρώνει τη σκηνή με φως υπερύθρων που μπορεί να συλλάβει ο σωλήνας ή ο αισθητήρας ακόμα και όταν δεν υπάρχει καθόλου χρησιμοποιήσιμο φως περιβάλλοντος. Τα κοινά μήκη κύματος είναι 850 nm και 940 nm, με τα 940 nm να είναι λιγότερο ορατά με γυμνό μάτι (συμπεριλαμβανομένης της νυχτερινής όρασης άλλων ανθρώπων) με το κόστος της κάπως μειωμένης εμβέλειας σε σύγκριση με τα 850 nm.

Ο φωτισμός υπερύθρων μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ορατότητα και το αποτελεσματικό εύρος ανίχνευσης, αλλά το πόσο βοηθά εξαρτάται από την ισχύ εξόδου του φωτιστή, τη γωνία δέσμης, το πόσο ανακλαστικός είναι ο στόχος και το περιβάλλον περιβάλλον. Ένας φωτιστής υπερύθρων δεν είναι μια καθολική λύση - έχει τη δική του πτώση με την απόσταση, ακριβώς όπως το ορατό φως.

Η ομίχλη, η βροχή, το χιόνι, η σκόνη και η υψηλή υγρασία υποβαθμίζουν την απόδοση νυχτερινής όρασης και ο μηχανισμός είναι απλός: αυτές οι συνθήκες διασκορπίζουν και απορροφούν το φως, γεγονός που μειώνει την αντίθεση. Χαμηλότερη αντίθεση σημαίνει χαμηλότερη ποιότητα εικόνας και η χαμηλότερη ποιότητα εικόνας συρρικνώνει άμεσα το εύρος ανίχνευσης και αναγνώρισης. Μια συσκευή που έχει καλή απόδοση σε μια καθαρή, ξηρή νύχτα μπορεί να χάσει ένα σημαντικό μέρος της αποτελεσματικής της εμβέλειας σε ομίχλη ή δυνατή βροχή.

Αυτός ο παράγοντας παραβλέπεται συνεχώς, αλλά είναι τόσο σημαντικός όσο και το ίδιο το υλικό. Ένα μεγάλο όχημα είναι συνήθως ανιχνεύσιμο σε πολύ μεγαλύτερη απόσταση από έναν μικρό ανθρώπινο στόχο, απλώς και μόνο επειδή παρουσιάζει μια μεγαλύτερη-εικονική σιλουέτα-που είναι πιο εύκολη.

Το μέγεθος στόχου, η σύνθεση του φόντου, η αντίθεση με το περιβάλλον, ακόμη και το αν ο στόχος κινείται επηρεάζουν το πόσο μακριά μπορείτε ρεαλιστικά να τον εντοπίσετε, να τον αναγνωρίσετε ή να τον αναγνωρίσετε. Δύο πανομοιότυπες συσκευές στραμμένες σε διαφορετικούς στόχους σε διαφορετικές ρυθμίσεις θα αναφέρουν πολύ διαφορετικά αποτελεσματικά εύρη -, γι' αυτό ακριβώς οι αριθμοί προδιαγραφών λένε μόνο ένα μέρος της ιστορίας.