Усилитель изображения и цифровой прибор ночного видения: в чем разница?
Если вы потратили какое-то время на покупку оборудования ночного видения, вы, вероятно, столкнулись с двумя совершенно разными технологиями, продаваемыми бок о бок: усилителем изображения ночного видения и цифровым ночным видением. Их часто сравнивают так, как будто одна из них — просто «старая» версия, а другая — «новая» -, но это вводит в заблуждение. Они работают принципиально по-разному, и каждый из них имеет реальные преимущества в зависимости от того, что вы пытаетесь сделать.
В этом руководстве рассказывается, как на самом деле работает каждая технология, где они расходятся в реальном-использовании и как следует выбирать между ними.
Как работает ночное видение в целом
Приборы ночного видения позволяют наблюдать цели при слабом освещении или в темноте, либо усиливая любой доступный окружающий свет, либо улавливая свет электронным способом и обрабатывая его в видимое изображение. В любом случае, цель одна: превратить сцену, невидимую невооруженным глазом, во что-то, что вы действительно можете увидеть и над чем можно действовать.
Эти устройства используются в самых разных условиях: - военные и правоохранительные операции, охота и наблюдение на открытом воздухе, патрулирование безопасности, поисково-спасательные операции и ночные промышленные проверки. Но технологии внутри двух устройств, внешне похожих, могут быть совершенно разными, именно поэтому это сравнение имеет значение.
Усилитель изображения ночного видения: усиление доступного света
Технология усилителя изображения работает, беря любой слабый свет, уже существующий в окружающей среде - лунный свет, звездный свет и даже свечение неба -, и усиливая его в тысячи раз, пока он не станет достаточно ярким, чтобы его можно было увидеть. Свет проходит через объектив и попадает на фотокатод, который преобразует фотоны в электроны. Эти электроны умножаются внутри усилителя, а затем попадают на люминофорный экран, который преобразует их обратно в видимое изображение. Это источник классического зеленого (или монохромного) свечения, которое у большинства людей ассоциируется с традиционным ночным видением -, и оно происходит по существу в реальном времени, без значимой задержки между тем, что происходит перед вами, и тем, что вы видите в окуляр.
Вот почему усилители изображения так хорошо работают в действительно темных условиях: им не нужно много света для работы, потому что они созданы специально для того, чтобы превращать небольшое количество окружающего света в пригодное для использования изображение, а не зависеть от длительной выдержки, как это делает сенсор камеры.
Генерация ламп здесь имеет большое значение. Лампы Gen 1 — это начальный-уровень с более низким разрешением и усилением. Gen 2 и Gen 2+ значительно улучшают чувствительность, разрешение и срок службы трубки. Gen 3 находится на вершине и обладает лучшей чувствительностью при слабом-освещении и самым длительным сроком службы, поэтому он является стандартом для большинства профессионального и военного-оборудования. При сравнении трубок стоит обратить внимание на следующие цифры: FOM (показатель качества), разрешение в пл/мм, отношение сигнал-к-шуму, коэффициент усиления и чувствительность фотокатода -. Они говорят вам гораздо больше о реальных характеристиках, чем одна только маркировка поколения.
Цифровое ночное видение: электронное улавливание света
Цифровое ночное видение идет другим путем. Вместо оптического усиления света он фиксирует сценуДатчик CMOS или CCD, преобразует его в цифровой сигнал, обрабатывает его и отображает результат на небольшом внутреннем экране. Концептуально она ближе к камере для слабого-освещения, чем к традиционному прицелу.
Загвоздка в том, что цифровым датчикам требуется определенное количество света для создания чистого изображения, и в очень темных условиях они часто не могут собрать достаточно света самостоятельно.
Вот почему многие цифровые устройства ночного видения объединяют ИК-осветитель с датчиком -. Осветитель проецирует на сцену инфракрасный свет, невидимый невооруженным глазом, а датчик улавливает отражение для построения изображения даже в полной темноте. Однако стоит пояснить, что это значит: наличие ИК-подсветки — это не то же самое, что хорошая естественная работа при слабом-освещении. В большинстве случаев он компенсирует то, что датчик не может сделать сам по себе, а не усиливает окружающий свет, как это делает усилительная трубка.
В чем разница между двумя технологиями
Сравнения, которые наиболее важны для покупателей, сводятся к нескольким практическим вопросам.
Усилители изображения, как правило, более стабильно работают в диапазоне естественного освещения - лунного света, звездного света, пасмурных ночей и глубокой тени - без необходимости активного освещения. Цифровые устройства могут хорошо работать при умеренном слабом освещении, но по мере того, как окружающий свет падает до нуля, они все больше полагаются на ИК-излучение для создания приемлемого изображения.
Поскольку усилительная трубка работает оптически и электронно в реальном времени, между сценой и тем, что вы видите, практически нет задержки. Цифровые устройства проходят через конвейер-процесса-отображения, который может вызывать небольшую, но заметную задержку, - на которую стоит обратить внимание, если вы отслеживаете быстро-движущиеся цели.
Это не чистая победа ни для одной из сторон. Усилители, как правило, передают движение более естественно и хорошо обрабатывают детали при слабом освещении, а цифровая обработка обеспечивает более стабильный результат и дополнительные функции, например данные на-экране. Четкость, контрастность и динамический диапазон сильно различаются в зависимости от качества устройства с обеих сторон.
Это одно из наиболее практических отличий в этой области. Цифровому устройству обычно требуется датчик изображения, процессор обработки, дисплей, схема, аккумулятор и часто ИК-модуль -, и все это увеличивает объем. Хорошо спроектированный усилитель изображения, напротив, может быть построен на основе гораздо более простого оптического/электронного ядра, что во многом объясняет, почему они остаются популярными для крепления на шлеме,-и других приложений,-чувствительных к весу.
Более простая электроника обычно означает более длительное время работы. Цифровые устройства в целом потребляют больше энергии, а активный ИК-осветитель существенно увеличивает это потребление, поэтому срок службы батареи имеет тенденцию отдавать предпочтение усилителям, особенно при длительных сменах или миссиях.
В усилителях используется автоматическая регулировка усиления и защита от яркого-света, чтобы избежать повреждений или размытия при внезапном столкновении с источником света, например фарами или вспышкой. Цифровые датчики решают ту же проблему посредством контроля экспозиции. Оба подхода значительно усовершенствовались, но на практике ведут себя по-разному.
Существует распространенное мнение, что цифровое оборудование всегда дешевле, а усилители всегда дороже -, но это не совсем так. Цена сильно зависит от марки трубки и FOM на стороне усилителя, а также от качества датчика, оптики и дисплея на цифровой стороне. В обеих категориях можно найти бюджетные и премиальные варианты.
Сильные стороны и недостатки-каждого из них
Усилители изображения ночного видения
Усилители изображения трудно превзойти при естественном-создании изображений при слабом освещении, наблюдении в-времени и плавном отслеживании движущихся целей. Кроме того, они могут быть действительно легкими и компактными, - именно поэтому они доминируют над устройствами,-монтируемыми на шлеме, и в других случаях, когда их носят на голове-. Недостаток- заключается в том, что лампы более высокого-поколения дороги, им нужна схема защиты от внезапного яркого света, а само изображение имеет узнаваемый вид ночного-видения, а не естественный цвет.
Цифровое ночное видение
Цифровое ночное видение занимает свое место благодаря гибкости обработки: несколько режимов просмотра, встроенная-возможность записи и фотосъемки, цифровой зум и-данные на экране -, а также более гибкие цены в зависимости от конфигурации. Недостатки- заключаются в том, что производительность во многом зависит от качества датчика, слишком низкая освещенность часто приводит к использованию ИК-излучения, может наблюдаться некоторая задержка обработки, а все эти дополнительные схемы имеют тенденцию увеличивать размер, вес и энергопотребление.
Почему цифровые устройства имеют тенденцию работать больше
Эта проблема возникает постоянно, поэтому к ней стоит обратиться напрямую: больше цифровых компонентов не означает автоматически меньшее устройство. Цифровое устройство содержит датчик, процессор обработки, дисплей, батарейный отсек, часто ИК-модуль, материнскую плату и структурный корпус, необходимый для отвода тепла от всего этого. Напротив, усилительная трубка выполняет большую часть своей работы по гораздо более простому оптическому-электронному пути. Тем не менее, поскольку датчики, чипы и дисплеи продолжают уменьшаться, новые цифровые устройства стремятся к более легким и компактным конструкциям -, разрыв сокращается, но еще не исчез.
Почему оборона и правоохранительные органы все еще полагаются на усилители
Дело не в том, что цифровое ночное видение отстало от времени -, а в том, что усилители все еще трудно превзойти в соответствии с конкретными требованиями профессионального использования: наблюдение в реальном-времени с нулевой задержкой обработки, надежное отслеживание движущихся целей, естественное изображение в действительно темных условиях, малый вес для длительного ношения шлема, длительное время автономной работы для длительных миссий и почти-мгновенная готовность, когда вам нужно сразу же использовать устройство. Эти приоритеты почти идеально совпадают с тем, что технология усилителей делает лучше всего.
Соответствие технологии задаче
В качестве общего руководства: усилители изображения – это очевидный выбор для ночного наблюдения военными и правоохранительными органами, а также для использования на шлеме-, где вес и производительность-в режиме реального времени имеют наибольшее значение. Любая технология достаточно хорошо работает для пеших прогулок, наблюдения за природой и наблюдения за дикой природой. Ночная охрана может осуществляться в любом направлении, в зависимости от того, имеет ли значение запись.
Если вам нужна видеозапись, лучше подойдет цифровое ночное видение. Для действительно полной темноты вы обычно смотрите на цифровые устройства с поддержкой ИК или тепловидения. А при длительном-ношении на голове легкий усилитель, как правило, является более удобным долгосрочным-выбором.
Является ли одна технология просто «лучшей»?
Не совсем -, и это, пожалуй, самая полезная вещь, которую можно вынести из всего этого сравнения. Правильный вопрос не в том, какая технология более совершенна, а в том, какая из них действительно соответствует вашей задаче. Это означает, что необходимо продумать рабочую среду, расстояние наблюдения, доступное окружающее освещение, нужно ли вам записывать кадры, нужно ли вам подключение к данным, приемлемо ли ИК-подключение для вашего варианта использования, какой вес вы можете нести и что на самом деле позволяет ваш бюджет. Выбор «более продвинутого» варианта на бумаге не сильно поможет, если это неподходящий инструмент для того, что вы на самом деле делаете ночью.
Где применяется тепловидение
Стоит упомянуть третью технологию, которая часто упоминается в одном и том же разговоре: тепловидение. Там, где усилители изображения усиливают существующий свет, а цифровое ночное видение фиксирует и обрабатывает его, тепловидение работает совершенно по-другому - оно обнаруживает инфракрасные тепловые сигнатуры и разницу температур, полностью независимо от видимого света.
Вот почему его все чаще комбинируют с двумя другими устройствами Fusion: цифровым ночным видением плюс тепловизор или усилителем изображения плюс тепловизором, предоставляя пользователям преимущества обоих в одном устройстве.
При использовании-на шлеме лучше использовать легкий усилитель. Для полной темноты смотрите цифру с ИК или тепловизором
Если для вас приоритетом является наблюдение при естественном-освещении, используйте усилитель изображения.
Если вам нужно записывать или фотографировать, или вам необходимо подключение к данным, цифровое ночное видение подойдет лучше.
А если вы пытаетесь идентифицировать цели в разнообразных и непредсказуемых условиях, термоядерное устройство, сочетающее усилитель или цифровую технологию с тепловым, часто является самым надежным-универсальным вариантом.
Итог
Усилитель изображения ночного видения создан для наблюдения-в режиме реального времени при слабом естественном освещении. Цифровое ночное видение создано для обеспечения вычислительной мощности, записи и расширенной функциональности. Тепловидение создано для обнаружения тепла там, где вообще нет видимого света. Ни один из них не является строгим обновлением остальных - правильный выбор зависит от того, что вы на самом деле пытаетесь увидеть и при каких условиях.
Ищете подходящее решение ночного видения для вашего применения? Изучите нашу линейку усилителей изображения, цифрового ночного видения и термоядерного синтеза - доступны монокулярные, бинокулярные и четырехтрубные-конфигурации - или свяжитесь с нашей командой для получения подробных характеристик и рекомендаций, адаптированных к вашему случаю использования.
Часто задаваемые вопросы
01.В чем разница между усилителем изображения и цифровым ночным видением?
02.Является ли усилитель ночного видения лучше, чем цифровое ночное видение?
03.Может ли цифровое ночное видение работать без ИК-подсветки?
04.Почему традиционные цифровые приборы ночного видения больше?
05.Какая технология лучше подходит для использования-на шлеме?
06.Может ли цифровое ночное видение видеть в полной темноте?
