Γιατί η νυχτερινή όραση είναι πράσινη;

Ιούλιος 3, 2020

 

Πρώτον, η νυχτερινή όραση δεν είναι απλώς κάτι στο αγαπημένο σου shooter πρώτου προσώπου. Είναι παρόν σε όλα, από τις κάμερες παρακολούθησης έως τα στρατιωτικά περισκόπια και τα συνηθισμένα smartphone. Στην πραγματικότητα, ένα μέρος του λόγου που η νυχτερινή όραση έχει τόσες πολλές εφαρμογές, διότι δεν είναι μόνο ένα συγκεκριμένο κομμάτι της τεχνολογίας, αλλά έρχεται σε διάφορες μορφές που μπορούν να αναπτυχθούν ανάλογα με την περίπτωση χρήσης. Αλλά αυτό που σκέφτονται οι άνθρωποι όταν ακούν τις λέξεις "νυχτερινή όραση" είναι κάτι που ονομάζεται εντατικοποίηση εικόνας βελτίωσης εικόνας. Αυτή είναι μια στερεότυπη πράσινη μορφή νυχτερινής όρασης που μπορείτε να συνδέσετε με το στρατό ή βλέπετε σε ταινίες δράσης που μιλούν για τις οποίες το πράσινο χρώμα χρησιμοποιείται επίτηδες επειδή τα μάτια σας είναι πιο ευαίσθητα στο πράσινο από άλλα χρώματα.

Ποιος και πότε εφηύρε τη νυχτερινή όραση;

Η πρώτη ανακάλυψη της σύγχρονης στρατιωτικής νυχτερινής όρασης ήρθε τη δεκαετία του 1930 ως αποτέλεσμα της πρώιμης έρευνας στην τηλεόραση και της ανάπτυξης ενός σωλήνα εικόνας που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μετατροπή των υπέρυθρων εικόνων σε ορατές οθόνες. Αναγνωρίζοντας τη στρατιωτική σημασία αυτής της εφεύρεσης, ο στρατός άρχισε να συνεχίζει τη δική του έρευνα. Η προσπάθεια είχε ως αποτέλεσμα το γνωστό σκοπευτή του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου. Σύμφωνα με τους σημερινούς όρους, ένα πεδίο σκοπευτή είναι μια μάλλον πρωτόγονη συσκευή νυχτερινής όρασης, αλλά η δημοτικότητά του βοήθησε να ανοίξει το δρόμο για τα πιο εξελιγμένα συστήματα εγγύς υπέρυθρων του μέλλοντος. Στον στρατό της δεκαετίας του 1950, οι ειδικοί της νυχτερινής όρασης κατάφεραν να αναπτύξουν σωλήνες ενίσχυσης του φωτός που δεν απαιτούσαν την δυσκίνητη και απαιτούμενη πηγή υπερύθρου φωτός. Ήταν το εργαστήριο νυχτερινής όρασης στη Βιρτζίνια, όπου εφευρέθηκαν οι πρώτοι ενισχυτές απεικόνισης, συσκευές θερμικής απεικόνισης και προβολείς υπερύθρων. Ο πρώτος σωλήνας εικόνας γενιάς που δεν χρειάζεται πηγή φωτός σημείωσε τεράστια επιτυχία στο Βιετνάμ όπου δοκιμάστηκε σε συνθήκες νυχτερινής μάχης. 1 Οι ενισχυτές εικόνας γενιάς πέτυχαν δύο σημαντικούς στόχους στα τέλη της δεκαετίας του 1960 και στις αρχές της δεκαετίας του 1970. Ικανοποίησαν μια επείγουσα ανάγκη στα πεδία μάχης της Νότιας Ασίας και απέδειξαν την αποτελεσματικότητα της παθητικής νυχτερινής όρασης. Φυσικά, είχαν τα μειονεκτήματά τους. Ήταν πολύ δαπανηρές και πολύ βαρύ και δυσκίνητες για ορισμένες εφαρμογές.
Ένα μειονέκτημα του σωλήνα πρώτης γενιάς στην επάνω αριστερή πλευρά ξεπεράστηκε σε μεγάλο βαθμό με την πρόσφατη εισαγωγή δύο σωλήνων ενίσχυσης εικόνας δεύτερης γενιάς. Όχι μόνο είναι ελαφρύτερα και φθηνότερα αλλά από πολλές απόψεις ανώτερα από τους προκατόχους 1 γενιάς τους. Αυτή η εξέλιξη σήμανε μια σημαντική πρόοδο στην τεχνολογία νυχτερινής όρασης του στρατού. το κόστος μειώθηκε αυξάνοντας το δυναμικό των ευρέων ζητημάτων του στρατού. Η γενιά 2 εξαλείφει σχεδόν το πρόβλημα που υπάρχει στη συσκευή 1 γενιάς: τη στιγμιαία τύφλωση του χρήστη από φως που εκπέμπεται από σφαίρες ιχνηλάτη.
Ένα άλλο αντικείμενο που επωφελήθηκε από το στάβλο δεύτερης γενιάς είναι τα γυαλιά πολλαπλών χρήσεων νυχτερινής όρασης. Σχεδιάστηκε για να παρέχει στον μεμονωμένο στρατιώτη 40ωρη κινητικότητα, ικανότητα εκτέλεσης, ποικιλία μάχης και υποστήριξη καθηκόντων κατά τη διάρκεια του σκοταδιού. Επιπλέον, τα googles είναι ιδανικά για νυχτερινή οδήγηση. Επιτρέπουν στον οδηγό οπτικό πεδίο 100 μοιρών και ορατότητα έως 50 μέτρα στο φεγγαρόφωτο και 35 μέτρα σε ευθείο φως με ταχύτητες έως XNUMX μίλια την ώρα. Τα γυαλιά οραματιζόταν να έχουν μεγάλη αξία με την εκτέλεση διαφόρων άλλων νυκτερινών εργασιών, συμπεριλαμβανομένης της διάσωσης αέρα και της ιατρικής βοήθειας. Μια μονοφθαλμική εκδοχή των γυαλιών ήταν μια φορητή τσέπη. Σχεδιάστηκε για να χρησιμοποιηθεί ως προσωπικός νυχτερινός θεατής για περιπολία τοπικής επιτήρησης, πυρκαγιάς και γενικού προσανατολισμού στο σκοτάδι. Το πεδίο τσέπης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση της εχθρικής χρήσης υπέρυθρων φώτων.

Τι γίνεται με το πράσινο όραμα;

Η βελτίωση της εικόνας λειτουργεί ώστε να ανιχνεύει χαμηλά επίπεδα φωτός και στη συνέχεια να την ενισχύει. Όταν τα φωτόνια, το μικροσκοπικό σωματίδιο που απαρτίζει το φως, εισέρχονται σε έναν ενισχυτή εικόνας, χτύπησαν πρώτα ένα ειδικό στρώμα που ονομάζεται φωτοκάθοδος και απελευθερώνει ηλεκτρόνια. Αυτά τα ηλεκτρόνια έπειτα χτύπησαν ένα δεύτερο στρώμα που ονομάζεται πλάκα μικροδιαύλων, το οποίο πολλαπλασιάζει τα ηλεκτρόνια προτού χτυπήσουν την οθόνη φωσφόρου. Λοιπόν, αυτό τα μετατρέπει στη συνέχεια στο φως, επειδή τώρα υπάρχουν τόσα περισσότερα ηλεκτρόνια που παίρνετε μια πιο φωτεινή εικόνα, οπότε θα έχετε έναν ευκολότερο χρόνο να μπείτε στη βάση κάποιου και να σκοτώσετε όλα τα γυμνά του.
Αλλά κρατήστε ένα δευτερόλεπτο, τι γίνεται αν δεν υπάρχει αρκετό φως για να "βλέπουν" καθόλου τους θερμικούς ενισχυτές; Εδώ έρχεται η θερμική απεικόνιση. Αντί να ανιχνεύουν φως, οι θερμικές κάμερες εντοπίζουν θερμότητα που προέρχεται από ένα διαφορετικό αντικείμενο, καθώς μπορούν να δουν υπέρυθρο φως. Η θερμότητα προκαλεί τα πράγματα να εκπέμπουν φωτόνια στο υπέρυθρο ή υπέρυθρο φάσμα και παρόλο που οι άνθρωποι δεν μπορούν να δουν υπέρυθρο φως, αυτές οι ειδικές κάμερες το εκμεταλλεύονται με πολλούς διαφορετικούς τρόπους. Οι κάμερές μας παράγουν εικόνες που ονομάζονται θερμογραφήματα που μερικές φορές μοιάζουν με ουράνιο τόξο όπου διαφορετικά χρώματα αντιπροσωπεύουν διαφορετικές θερμοκρασίες. Τα θερμογραφήματα είναι χρήσιμα για οτιδήποτε φαίνεται από την ιατρική έως την κατασκευή, αλλά είναι πολύ συγκεκριμένα για τη νυχτερινή όραση. Είναι πολύ εύκολο να διαλέξετε διαφορετικά αντικείμενα, όπως άτομα ή ζώα, λόγω των διαφορετικών χρωμάτων που ξεχωρίζουν σε μια οθόνη.
Οι θερμικές κάμερες συχνά μπορούν να επιτύχουν το ίδιο επίπεδο λεπτομέρειας με τους αντίστοιχους τους που βελτιώνουν την εικόνα. Έχουν το μεγάλο πλεονέκτημα ότι μπορούν να διαλέξουν πράγματα που μπορεί να είναι δύσκολο να δουν με έναν κανονικό ενισχυτή εικόνας. Για παράδειγμα, ένας πυροσβέστης που προσπαθεί να εντοπίσει άτομα που πρέπει να σωθούν σε ένα φλεγόμενο κτίριο ή ένας κυνηγός που μαζεύει το θήραμα στο δάσος και κρύβεται πίσω από το φύλλωμα ή μπάτσοι που προσπαθούν να εντοπίσουν τον κρυμμένο φυγάδα. Και μιλώντας για θερμική απεικόνιση, μερικές κάμερες μπορούν ακόμη και να δημιουργήσουν το δικό τους υπέρυθρο φως σε μια διαδικασία που ονομάζεται ενεργός φωτισμός, όπου φωτίζουν το περιβάλλον με ακτινοβολία IR. Επειδή αυτή η πρόσθετη υπέρυθρη ενέργεια αντανακλάται από ό, τι οι κάμερες έδειξαν σε αυτήν τη στρατηγική μπορεί να οδηγήσει σε εικόνες πολύ υψηλότερης ανάλυσης. Ιδανικό για πράγματα όπως κάμερες παρακολούθησης όπου θέλετε πραγματικά να αποκτήσετε ένα θετικό αναγνωριστικό σε αυτό το σκοπό που προσπάθησε να κλέψει το μηχάνημά σας.
Συνοψίζοντας, ο μεγάλος λόγος για τον οποίο η νυχτερινή όραση είναι πράσινη είναι ότι η οθόνη που χρησιμοποιείται για την ενίσχυση της εικόνας μέσα στην ίδια τη συσκευή είναι κυρίως κατασκευασμένη από φωσφόρο. Ένα πιο σημαντικό πράγμα που πρέπει να θυμάστε, η νυχτερινή όραση είναι πράσινη, επειδή το ανθρώπινο μάτι μπορεί να διαφοροποιήσει περισσότερες αποχρώσεις του πράσινου, από οποιοδήποτε άλλο χρώμα.