Человеческий глаз, камеры, записывающие изображение при дневном свете, приборы ночного видения и тепловизоры воспринимают диапазон спектра оптического излучения. Но человеческий глаз, обычная камера и прибор ночного воспринимают только видимую часть спектра – хотя и разную длину волн. И имеют одинаковый принцип восприятия изображения, а именно формирование (прием) картинки за счет света, отражающегося от окружающих предметов. В таких условиях сетчатку глаза можно воспринимать, как фотооптический элемент; глаз — как объектив. Таким образом, обычная камера, воспринимают изображение, только когда есть свет. При плохом свете качество изображение становится низким, а в темноте, даже при свете луны и звезд может не воспринимается совсем.
Тепловизионные камеры
Тепловизоры работаю по другому принципу, они улавливают инфракрасные волны в определенном температурном диапазоне. Тепловизор фиксирует тепло, а не свет. Поэтому приборы ночного видения (ПНВ) не смогут обнаружить тепловую энергию и наоборот. Но тепловизионные камеры способны обнаружить не только тепло, излучаемое поверхностью, но и разницу температур в каждой точке, даже если эта разница не превышает 0,01°C. Различия температур отображаются на термограмме в виде оттенков серого и других цветов. Чтобы стал более понятен принцип работы тепловизоров, остановимся на них подробнее и расскажем простым языком, как они работают.
Тепловизор видит и ночью, потому что он видит не свет, а тепло!
Окружающее нас пространство и предметы выделяют тепловую энергию (излучают в инфракрасном спектре). Любая поверхность выделяет тепловую энергию, в зависимости от степени нагрева, даже лед! Чем горячее объект или поверхность, тем сильнее выделяется тепловая энергия или как еще ее называю, «тепловая сигнатура». Выделяемое тепло может быть собственное (механическое – от двигателя, биологическое – от человека, животного). Другие поверхности, такие как, растения, горы, земля поглощают тепло от солнечного света, и вечером и ночью выделяют его. Тепловизоры, в том числе тепловизоры FLIR, видят тепловое излучение от разных объектов, независимо от источника излучения, и визуализирует его в изображение — термограммы. Тепловизоры работают независимо от степени освещенности.
Приборы ночного видения (ПНВ)
В приборе ночного видения все отображается в зеленом цвете (вы видели такое изображения в фильмах от очков ночного видения и других приборов): ПНВ «видят» фоновое тепловое излучение, многократно его усиливают и отображают на дисплее.
Виды приборов ночного видения.
Приборы ночного видения с NVG.
Изображение с прибора ночного видения — он видит и усиливает самый слабый свет.
Камеры, изготовленные по технологии NVG воспринимают изображение только при достаточной освещенности. Технология Color Night Vision (NVG) использует высокопроизводительный датчик, работает круглосуточно по принципу радужной оболочки глаза и при дополнительном освещении.
ПНВ и другие камеры, работающие в слабой степени освещенности, оказываются бесполезны в полной темноте, в ночное время или показывают изображение самого низкого качества. За счет сложных приемных устройств, установленных на тепловизорах, определяющих инфракрасное излучение, они получают изображение и в полной темноте, и при ярком освещении, направленном в объектив тепловизора. Освещение никак не влияет на работу тепловизора.
Камера с инфракрасной подсветкой (I2)
Камеры с инфракрасной подсветкой имеют светодиоды, которые распознают и передают инфракрасное излучение ближнего диапазона почти невидимое человеческому глазу, и могут работать в условиях низкой освещенности. Но работа такой камеры зависит все равно зависит от освещенности. В условии низкой освещенности дальность съемки камеры снижается и контрастность изображения получается низкого качества.
Приборы ночного видения, обычные камеры, камеры с NVG, ИК-камеры определяют излучаемую энергию видимого диапазона. Но это не единственный фактор, влияющий на работу таких приборов. Еще одни не менее важным фактором является контрастность изображения. Чтобы увидеть светлый предмет на светлом фоне, также как и темный – на темном фоне, прибор должен иметь высокую контрастность. Поэтому при низкой контрастности в ночное время суток у ПНВ плохое качество изображение.
Тепловизоры не имеют недостатков приборов ночного видения, на их работу не влияет ни освещенность, ни контрастность. Изображение тепловизора, сделанное в ночное время будет в разы превосходить изображение с прибора ночного видения.