Технологични проблеми
Камери
Някои от предложените активни камуфлажни системи имат камери, инсталирани директно върху замаскирания обект, а някои системи имат отдалечени IR камери. Ако схемата на системата е такава, че камерата трябва да бъде инсталирана директно върху обекта, който трябва да се маскира, тогава се налага едно ограничение - камерата трябва или да бъде активно замаскирана, или да е достатъчно малка. В момента има много модели микрокамери, достъпни за потребителите, от които някои миниатюрни цветни фотоапарати могат да бъдат подходящи за определени видове активни камуфлажни системи.
Разделителна способност и изображения
При определяне на необходимата разделителна способност на дисплея трябва да се вземе предвид разстоянието от дисплея до зрителя. Ако наблюдателят е само на 2 метра, тогава разделителната способност не трябва да бъде много по -висока от детайлите на човешкото зрение на това разстояние, тоест приблизително 289 пиксела на cm2. Ако наблюдателят е по -далеч (което обикновено е), тогава разделителната способност може да бъде намалена, без да се компрометира качеството на маскирането.
В допълнение, визуализацията трябва да отчита как се променя зрителното поле на наблюдателите в зависимост от разстоянието, на което се намират от екрана. Например, човек, който гледа дисплей от 20 метра, може да види повече от това, което се намира зад дисплея, в сравнение с човек на 5 метра от него. Следователно системата трябва да определи откъде наблюдава наблюдателят, за да побере изображението или размера на изображението и да определи неговите ръбове.
Едно от решенията за визуализация е създаването на 3-D цифров модел на околното пространство. Предполага се, че цифровият модел ще бъде генериран в реално време, тъй като най -вероятно е непрактично да се моделират местоположенията в реалния свят предсрочно. Стереоскопична двойка камери ще позволи на системата да определи местоположението, цвета и яркостта. Предлага се процес, наречен изобразяване на пътуващи лъчи, за преобразуване на модела в 2-D изображение на дисплей.
Нови тъкани нанокомпозитни материали са създадени с помощта на магнитни и електрически полета за постигане на прецизно позициониране на функционални наночастици вътре и отвън на полимерни влакна. Тези нановлакна могат да бъдат пригодени да осигурят свойства като съвпадение на цветовете и контрол на NIR сигнатурата за активни камуфлажни приложения.
Схематично изображение на активен камуфлаж, използван за маскиране на човек, застанал пред група хора
Дисплеи
Гъвкавите дисплейни технологии са разработени повече от 20 години. Предлагат се многобройни методи в опит да се създаде по -гъвкав, издръжлив и по -евтин дисплей, който също има адекватна разделителна способност, контраст, цвят, ъгъл на видимост и честота на опресняване. Понастоящем дизайнерите на гъвкави дисплеи изучават изискванията на потребителите, за да определят най -подходящата технология, вместо да предлагат най -доброто решение за всички приложения. Наличните решения включват RPT (технология за отразяващи светлоотразители), органични светодиоди (OLED), дисплеи с течни кристали (LCD), тънкослойни транзистори (TFT) и електронна хартия …
Съвременните стандартни дисплеи (включително гъвкави дисплеи) са само за директно гледане. Следователно, една система също трябва да бъде проектирана така, че изображението да се вижда ясно от различни ъгли. Едно решение би било дисплей с полусферична леща. Също така, в зависимост от положението на слънцето и наблюдателя, дисплеят може да бъде значително по -ярък или по -тъмен от околността. Ако има двама наблюдатели, са необходими две различни нива на яркост.
Поради всички тези фактори има големи очаквания от бъдещото развитие на нанотехнологиите.
Технологични ограничения
В момента многобройни технологични ограничения ограничават производството на активни камуфлажни системи за войнишки системи. Докато някои от тези ограничения активно се преодоляват с предложено решение в рамките на 5 до 15 години (например гъвкави дисплеи), все още има няколко забележими препятствия, които все още трябва да бъдат преодолени. Някои от тях са споменати по -долу.
Яркостта на дисплеите. Едно от ограниченията на активните камуфлажни системи, базирани на дисплея, е липсата на яркост за работа при условия на дневна светлина. Средната яркост на ясно небе е 150 W / m2 и повечето дисплеи изглеждат празни на цял ден. Ще е необходим по -ярък дисплей (с луминесценция, близка до тази на светофара), което не е изискване в други области на развитие (например компютърните монитори и информационните дисплеи не трябва да са толкова ярки). Следователно яркостта на дисплеите може да бъде посоката, която ще задържи развитието на активен камуфлаж. Освен това слънцето е 230 000 пъти по -интензивно от околното небе. Екраните, равни по яркост на слънцето, трябва да бъдат проектирани така, че когато системата премине пред слънцето, да не изглежда мъглява или да има сенки.
Изчислителна мощност. Основните ограничения на активното управление на изображението и неговото постоянно актуализиране с цел непрекъснато актуализиране (невидимост) за човешкото око са, че в управляващите микропроцесори са необходими мощен софтуер и голям размер на паметта. Също така, като се има предвид, че обмисляме 3-D модел, който трябва да бъде изграден в реално време въз основа на методи за получаване на изображения от камери, софтуерът и характеристиките на управляващите микропроцесори могат да се превърнат в голямо ограничение. Освен това, ако искаме тази система да бъде автономна и да се носи от войник, тогава лаптопът трябва да е лек, малък и достатъчно гъвкав.
На батерии. Когато вземете предвид яркостта и размера на дисплея, както и необходимата процесорна мощност, съвременните батерии са твърде тежки и се изтощават бързо. Ако тази система ще бъде пренесена от войника на бойното поле, ще трябва да се разработят по -леки батерии с по -голям капацитет.
Позиция на камери и проектори. Като се има предвид технологията RPT, същественото ограничение тук е, че камерите и проекторите ще трябва да бъдат позиционирани предварително и само за един вражески наблюдател и че този наблюдател ще трябва да бъде позициониран в точно положение пред камерата. Малко вероятно е всичко това да се наблюдава на бойното поле.
Камуфлажът става цифров
В очакване на екзотични технологии, които ще позволят да се създаде истинска „наметка на невидимостта“, последният и значителен напредък в областта на камуфлажа е въвеждането на т. Нар. Цифрови модели (шаблони).
„Цифров камуфлаж“описва микро-модел (микро-модел), образуван от редица малки правоъгълни пиксели с различни цветове (в идеалния случай до шест, но обикновено поради причини не повече от четири). Тези микро модели могат да бъдат шестоъгълни или кръгли или четириъгълни и те се възпроизвеждат в различни последователности по цялата повърхност, било то тъкан, пластмаса или метал. Различните шарени повърхности са подобни на цифровите точки, които образуват цялостно изображение на цифрова снимка, но са организирани по такъв начин, че да замъгляват очертанията и формата на обекта.
Морски пехотинци в бойни униформи MARPAT за гората
На теория това е много по -ефективен камуфлаж от стандартния камуфлаж, основан на големи петна, поради факта, че имитира пъстрите структури и грапавите граници, открити в естествената среда. Това се основава на това как човешкото око и по този начин мозъкът взаимодействат с пикселирани изображения. Цифровият камуфлаж е по -способен да обърка или измами мозъка, който не забелязва модела, или да накара мозъка да види само определена част от модела, така че действителното очертание на войника да не се различава. Въпреки това, за реална работа, пикселите трябва да бъдат изчислени чрез уравнения на много сложни фрактали, които ви позволяват да получите повтарящи се модели. Формулирането на такива уравнения не е лесна задача и затова цифровите камуфлажни модели винаги са защитени с патенти. Въведена за първи път от канадските сили като CADPAT и от американската морска пехота като MARPAT, цифровият камуфлаж оттогава завладя пазара и беше приет от много армии по света. Интересно е да се отбележи, че нито CADPAT, нито MARPAT не се предлагат за износ, въпреки факта, че САЩ нямат проблеми с продажбата на сложни оръжейни системи.
Сравнение между обикновени и цифрови камуфлажни модели на бойни превозни средства
Канадски шаблон CAPDAT (горска версия), шаблон MARPAT за морската пехота (пустинна версия) и нов шаблон на Сингапур
Advanced American Enterprise (AAE) обяви подобрения в своето активно / адаптивно камуфлажно носимо одеяло (на снимката). Устройството, обозначено като Stealth Technology System (STS), се предлага във видимия и NIR. Но това твърдение обаче поражда значително количество скептицизъм.
В момента има друг подход … Изследователи от Rensselier и Rice University са получили най -тъмния материал, създаван някога от човека. Материалът е тънко покритие от разредени масиви от слабо подравнени въглеродни нанотръби; той има обща отразяваща способност 0, 045%, тоест поглъща 99, 955% от падащата светлина. Като такъв материалът се доближава много до така наречения „супер черен“обект, който може да бъде практически невидим. Снимката показва като нов материал с 0,045% отразяваща способност (в центъра), значително по -тъмен от 1,4% стандарт на отражение NIST (вляво) и парче стъкловиден въглерод (вдясно)
Изход
Активните камуфлажни системи за пехотинци биха могли значително да помогнат при скритите операции, особено като се има предвид, че военните операции в градското пространство стават все по -разпространени. Традиционните камуфлажни системи запазват същия цвят и форма, но в градското пространство оптималните цветове и шарки могат постоянно да се променят всяка минута.
Търсенето само на една възможна активна камуфлажна система не изглежда достатъчно адекватно, за да се предприеме необходимото и скъпо развитие на технологията на дисплея, изчислителната мощност и захранването на батерията. Поради факта, че всичко това ще се изисква в други приложения, е доста предвидимо, че индустрията може да разработи технологии, които лесно ще бъдат адаптирани за активни камуфлажни системи в бъдеще.
Междувременно могат да бъдат разработени по -прости системи, които не водят до перфектна невидимост. Например система, която активно актуализира приблизителния цвят, ще бъде по -полезна от съществуващите камуфлажни системи, независимо дали се показва идеалното изображение. Също така, като се има предвид, че активната камуфлажна система може да бъде най -оправдана, когато позицията на наблюдателя е точно известна, може да се предположи, че в най -ранните решения може да се използва една -единствена стационарна камера или детектор за камуфлаж. В момента обаче са налични голям брой сензори и детектори, които не работят във видимия спектър. Термичен микроболометър или чувствителен сензор например могат лесно да идентифицират обект, маскиран от визуално активен камуфлаж.
