Technologiniai klausimai
Fotoaparatai
Kai kuriose siūlomose aktyviose maskavimo sistemose kameros yra sumontuotos tiesiai ant užmaskuoto objekto, o kai kuriose - nuotolinės IR kameros. Jei sistemos schema yra tokia, kad fotoaparatas turi būti sumontuotas tiesiai ant maskuojamo objekto, tada yra nustatytas vienas apribojimas - kamera turi būti arba aktyviai užmaskuota, arba pakankamai maža. Šiuo metu vartotojams prieinama daugybė mikro kamerų modelių, iš kurių kai kurios komercinės miniatiūrinės spalvotos kameros gali būti tinkamos tam tikrų tipų aktyvioms maskavimo sistemoms.
Rezoliucija ir vaizdavimas
Nustatant reikiamą ekrano skiriamąją gebą, reikia atsižvelgti į atstumą nuo ekrano iki žiūrovo. Jei stebėtojas yra tik 2 metrų atstumu, tada skiriamoji geba neturėtų būti daug didesnė už žmogaus regėjimo detalę tuo atstumu, ty maždaug 289 pikselių cm2. Jei stebėtojas yra toliau (tai paprastai yra), skiriamąją gebą galima sumažinti, nepakenkiant maskavimo kokybei.
Be to, vizualizuojant reikėtų atsižvelgti į tai, kaip kinta stebėtojų matymo laukas, atsižvelgiant į atstumą, kuriuo jie yra nuo ekrano. Pavyzdžiui, žmogus, žiūrintis į ekraną iš 20 metrų, gali matyti daugiau to, kas yra už ekrano, palyginti su asmeniu, esančiu už 5 metrų. Todėl sistema turi nustatyti, iš kur žiūri stebėtojas, kad atitiktų vaizdą ar vaizdo dydį ir nustatyti jo kraštus.
Vienas iš vizualizacijos sprendimų yra 3D erdvinio supančios erdvės modelio sukūrimas. Daroma prielaida, kad skaitmeninis modelis bus sukurtas realiu laiku, nes greičiausiai nepraktiška modeliuoti realaus pasaulio vietas anksčiau laiko. Stereoskopinė kamerų pora leis sistemai nustatyti vietą, spalvą ir ryškumą. Siūlomas procesas, vadinamas kelioniniu spindulių vaizdavimu, kad modelis būtų paverstas 2-D vaizdu ekrane.
Naujos austi nanokompozitinės medžiagos yra sukurtos naudojant magnetinius ir elektrinius laukus, kad būtų galima tiksliai nustatyti funkcinių nanodalelių padėtį polimerinių pluoštų viduje ir išorėje. Šie nanopluoštai gali būti pritaikyti taip, kad suteiktų tokias savybes kaip spalvų derinimas ir NIR parašo valdymas aktyvioms maskavimo programoms.
Scheminis aktyvaus kamufliažo, naudojamo priešais žmonių grupę stovinčio asmens užmaskavimas, vaizdavimas
Rodo
Lanksčios ekrano technologijos buvo kuriamos daugiau nei 20 metų. Buvo pasiūlyta daugybė metodų, siekiant sukurti lankstesnį, patvaresnį, pigesnį ekraną, kuris taip pat turi tinkamą skiriamąją gebą, kontrastą, spalvas, žiūrėjimo kampą ir atnaujinimo dažnį. Šiuo metu lanksčių ekranų dizaineriai tiria vartotojų reikalavimus, kad nustatytų tinkamiausią technologiją, o ne siūlytų vienintelį geriausią sprendimą visoms programoms. Galimi sprendimai yra RPT (šviesą atspindinti projekcijos technologija), organiniai šviesos diodai (OLED), skystųjų kristalų ekranai (LCD), plonų plėvelių tranzistoriai (TFT) ir elektroninis popierius …
Šiuolaikiniai standartiniai ekranai (įskaitant lanksčius ekranus) skirti tik tiesioginiam žiūrėjimui. Todėl sistema taip pat turi būti suprojektuota taip, kad vaizdas būtų aiškiai matomas iš skirtingų kampų. Vienas iš sprendimų būtų pusrutulio formos objektyvo matrica. Be to, priklausomai nuo saulės ir stebėtojo padėties, ekranas gali būti žymiai ryškesnis arba tamsesnis nei aplinkinė sritis. Jei yra du stebėtojai, reikia dviejų skirtingų ryškumo lygių.
Dėl visų šių veiksnių yra didelių lūkesčių dėl tolesnės nanotechnologijų plėtros.
Technologiniai apribojimai
Šiuo metu daugybė technologinių apribojimų stabdo karių sistemoms skirtų aktyvių maskavimo sistemų gamybą. Nors kai kurie iš šių apribojimų yra aktyviai įveikiami siūlomu sprendimu per 5–15 metų (pvz., Lankstūs ekranai), vis dar reikia įveikti keletą pastebimų kliūčių. Kai kurie iš jų yra paminėti žemiau.
Ekranų ryškumas. Vienas iš ekrano pagrindu veikiančių aktyvių kamufliažo sistemų apribojimų yra nepakankamas ryškumas dirbant dienos šviesos sąlygomis. Vidutinis giedro dangaus ryškumas yra 150 W / m2, o dauguma ekranų dienos šviesoje atrodo tušti. Reikalingas ryškesnis ekranas (kurio liuminescencija artima šviesoforo šviesai), o tai nėra būtina kitose plėtros srityse (pavyzdžiui, kompiuterių monitoriai ir informacijos ekranai neturėtų būti tokie ryškūs). Todėl ekranų ryškumas gali būti ta kryptis, kuri stabdys aktyvaus kamufliažo vystymąsi. Be to, saulė yra 230 000 kartų intensyvesnė nei aplinkinis dangus. Ekranai, kurių ryškumas yra lygus saulei, turėtų būti suprojektuoti taip, kad kai sistema praeina priešais saulę, ji neatrodytų miglota ir neturėtų šešėlių.
Skaičiavimo galia. Pagrindiniai aktyvaus vaizdo valdymo ir nuolatinio jo atnaujinimo apribojimai siekiant nuolat atnaujinti (nematyti) žmogaus akį yra tai, kad valdymo mikroprocesoriuose reikalinga galinga programinė įranga ir didelis atminties dydis. Be to, atsižvelgiant į tai, kad svarstome 3-D modelį, kuris turi būti sukurtas realiuoju laiku, remiantis vaizdo gavimo iš kamerų metodais, valdymo mikroprocesorių programinė įranga ir charakteristikos gali tapti pagrindiniu apribojimu. Be to, jei norime, kad ši sistema būtų autonomiška ir ją neštų kareivis, tai nešiojamasis kompiuteris turi būti lengvas, mažas ir pakankamai lankstus.
Maitinamas baterijomis. Jei atsižvelgsite į ekrano ryškumą ir dydį, taip pat į reikiamą apdorojimo galią, šiuolaikinės baterijos yra per sunkios ir greitai išsikrauna. Jei šią sistemą kareivis ketina nešti į mūšio lauką, reikės sukurti didesnės talpos lengvesnes baterijas.
Fotoaparatų ir projektorių padėtis. Atsižvelgiant į RPT technologiją, reikšmingas apribojimas yra tas, kad fotoaparatai ir projektoriai turės būti išdėstyti iš anksto ir tik vienam priešo stebėtojui, ir kad šis stebėtojas turės būti tiksliai išdėstytas priešais kamerą. Vargu ar visa tai bus pastebėta mūšio lauke.
Kamufliažas tampa skaitmeninis
Laukiant egzotiškų technologijų, kurios leis sukurti tikrą „nematomumo skraistę“, naujausia ir reikšminga pažanga maskavimo srityje yra vadinamųjų skaitmeninių modelių (šablonų) įvedimas.
„Skaitmeninis kamufliažas“apibūdina mikro modelį (mikro modelį), kurį sudaro keli nedideli stačiakampiai skirtingų spalvų pikseliai (idealiu atveju iki šešių, bet dažniausiai dėl išlaidų ne daugiau kaip keturi). Šie mikro modeliai gali būti šešiakampiai arba apvalūs arba keturkampiai, jie yra atkuriami įvairiomis sekomis visame paviršiuje, nesvarbu, ar tai audinys, ar plastikas, ar metalas. Įvairūs raštuoti paviršiai yra panašūs į skaitmeninius taškus, kurie sudaro pilną skaitmeninės nuotraukos vaizdą, tačiau jie yra išdėstyti taip, kad neryškina objekto kontūrą ir formą.
Jūrų pėstininkai su MARPAT kovinėmis uniformomis miškui
Teoriškai tai yra daug efektyvesnis už standartinį maskavimą, pagrįstą didelėmis dėmėmis, nes jis imituoja įvairias struktūras ir šiurkščias sienas, esančias natūralioje aplinkoje. Tai pagrįsta tuo, kaip žmogaus akis, taigi ir smegenys, sąveikauja su pikseliais. Skaitmeninis kamufliažas gali geriau suklaidinti ar apgauti smegenis, kurios nepastebi modelio, arba priversti smegenis matyti tik tam tikrą modelio dalį, kad tikrojo kareivio kontūras nebūtų pastebimas. Tačiau realiam darbui pikseliai turi būti apskaičiuojami pagal labai sudėtingų fraktalų lygtis, leidžiančias gauti nesikartojančius modelius. Suformuluoti tokias lygtis nėra lengva užduotis, todėl skaitmeniniai kamufliažo modeliai visada yra apsaugoti patentais. Pirmą kartą Kanados pajėgos pristatė kaip CADPAT, o JAV jūrų pėstininkų korpusas - kaip MARPAT. Nuo to laiko skaitmeninis kamufliažas užvaldė rinką ir jį priėmė daugelis armijų visame pasaulyje. Įdomu pastebėti, kad nei CADPAT, nei MARPAT nėra eksportuojami, nepaisant to, kad JAV neturi problemų parduodant sudėtingas ginklų sistemas.
Įprastų ir skaitmeninių kovos mašinų maskavimo modelių palyginimas
Kanados CAPDAT šablonas (miško versija), jūrų pėstininkų korpuso MARPAT šablonas (dykumos versija) ir naujasis Singapūro šablonas
„Advanced American Enterprise“(AAE) paskelbė patobulinanti savo aktyvią / prisitaikančią maskuojamą antklodę (nuotraukoje). Įrenginys, vadinamas Stealth Technology System (STS), yra matomoje ir NIR. Tačiau šis teiginys kelia daug skepticizmo.
Šiuo metu yra dar vienas požiūris … Rensselier ir Rice universiteto mokslininkai gavo tamsiausią žmogaus sukurtą medžiagą. Medžiaga yra plona padengta iškrautų masyvo laisvai išlygintų anglies nanovamzdelių medžiaga; jo bendras atspindys yra 0, 045%, tai yra, jis sugeria 99, 955% krintančios šviesos. Medžiaga yra labai arti vadinamojo „itin juodo“objekto, kuris gali būti praktiškai nematomas. Nuotraukoje parodyta nauja medžiaga, kurios atspindys yra 0,045% (centre), žymiai tamsesnė nei 1,4% NIST atspindžio standarto (kairėje) ir stiklakūnio gabalėlis (dešinėje)
Išvestis
Aktyvios maskavimo sistemos, skirtos pėstininkams, galėtų labai padėti slaptoms operacijoms, ypač atsižvelgiant į tai, kad karinės operacijos miesto erdvėje tampa vis populiaresnės. Tradicinės kamufliažo sistemos išlaiko tą pačią spalvą ir formą, tačiau miesto erdvėje optimalios spalvos ir raštai gali nuolat keistis kiekvieną minutę.
Atrodo, kad ieškoti tik vienos galimos aktyvios maskavimo sistemos nepakanka, kad būtų galima imtis būtinų ir brangių ekrano technologijų, skaičiavimo galios ir akumuliatoriaus energijos kūrimo. Tačiau dėl to, kad viso to reikės kitose programose, gana nuspėjama, kad pramonė ateityje gali sukurti technologijas, kurios bus lengvai pritaikomos aktyvioms maskavimo sistemoms.
Tuo tarpu galima sukurti paprastesnes sistemas, kurios nesukelia tobulo nematomumo. Pavyzdžiui, sistema, kuri aktyviai atnaujina apytikslę spalvą, bus naudingesnė nei esamos kamufliažo sistemos, nepriklausomai nuo to, ar rodomas idealus vaizdas. Be to, atsižvelgiant į tai, kad aktyvioji kamufliažo sistema gali būti labiausiai pateisinama, kai stebėtojo padėtis yra tiksliai žinoma, galima daryti prielaidą, kad ankstyviausiuose sprendimuose užmaskuoti galima naudoti vieną stacionarią kamerą ar detektorių. Tačiau šiuo metu yra daugybė jutiklių ir detektorių, kurie neveikia matomame spektre. Pavyzdžiui, terminis mikrobolometras arba jautrus jutiklis gali lengvai atpažinti objektą, užmaskuotą vizualiai aktyviu kamufliažu.
