Iluminador IR versus luz ambiente: como funciona a visão noturna em diferentes condições
一,Por que a visão noturna precisa de luz?
“Visão noturna” é um nome um pouco enganador. A maioria das pessoas ouve isso e imagina um dispositivo que permite ver na escuridão total, sem necessidade de luz alguma. Não é assim que um dispositivo de visão noturna intensificador de imagem-tradicional realmente funciona. Ele não gera uma imagem do nada - ele precisa de alguns fótons para trabalhar, mesmo que a quantidade esteja muito abaixo do que o olho humano pode registrar.
Esses fótons podem vir de vários lugares. O luar é o óbvio, mas a luz das estrelas, o brilho do crepúsculo, as luzes distantes da cidade e a luz dispersa refletida nas nuvens ou no terreno também contam. Um campo que parece totalmente escuro aos seus olhos ainda pode fornecer um fio de luz utilizável para um tubo de visão noturna.
Quando esse suprimento natural fica muito baixo, um iluminador IR pode preencher a lacuna. É um pequeno dispositivo que emite luz infravermelha - invisível para nós, mas perfeitamente utilizável por um sensor de visão noturna - e efetivamente adiciona uma segunda fonte de luz artificial à cena.
Simplificando: a luz ambiente é o que já existe. Um iluminador IR é o que você traz com você.
Essa distinção levanta as questões em torno das quais este artigo foi construído: quanta luz ambiente um dispositivo de visão noturna realmente precisa? Pode funcionar sem nenhum IR? Quando adicionar IR realmente ajuda e quando não? E mais infravermelho sempre significa uma imagem melhor? Examinaremos cada um deles.
2,Como funciona um dispositivo de visão noturna?
O que é luz ambiente?
A luz ambiente é qualquer luz já presente no ambiente antes de você introduzir qualquer coisa artificial. No campo, isso normalmente significa:
Luar
1
>>
Luz das estrelas
2
>>
Crepúsculo (o brilho antes do nascer do sol ou depois do pôr do sol)
3
>>
A iluminação da cidade ou vila refletida no céu
4
>>
Fontes de luz artificial distantes - luzes de veículos, iluminação pública, iluminação de segurança
5
Nada disso precisa parecer brilhante para ser útil. Um tubo de visão noturna é muito mais sensível a baixos níveis de luz do que o olho humano, portanto, uma cena que parece completamente escura para você ainda pode conter fótons suficientes para o dispositivo funcionar.
Como um intensificador de imagem usa a luz disponível?
O processo principal é simples, mesmo que os componentes eletrônicos internos não sejam:
Luz disponível → lente objetiva → tubo intensificador de imagem → amplificação eletrônica → tela de fósforo → imagem visível
A luz entra pela lente objetiva e atinge um fotocátodo dentro do tubo intensificador, que converte fótons em elétrons. Esses elétrons são então acelerados e multiplicados - esta é a parte "intensificadora" - antes de atingir uma tela de fósforo que os converte novamente em uma imagem visível, geralmente no familiar tom de fósforo verde ou branco-.
O importante a entender é que um dispositivo de visão noturna não produz uma imagem do nada. Ele pega qualquer luz que já existe e a amplifica, às vezes dezenas de milhares de vezes. Nenhuma luz de entrada não significa nada para amplificar.
O que acontece quando a luz ambiente está muito baixa?
À medida que a luz disponível diminui, a qualidade da imagem também diminui. Você normalmente verá:
-
Uma imagem geral mais escura
-
Perda de detalhes finos
-
Ruído ou granulação mais visível
-
Reconhecimento de alvo mais difícil
-
Alcance de detecção efetivo mais curto
Este é exatamente o ponto onde um iluminador IR começa a fazer diferença. Não conserta um dispositivo quebrado - simplesmente restaura a luz que o ambiente não está fornecendo.
2, o que é um iluminador IR?
Definição - o que significa iluminador IR?
IR significa infravermelho. Um iluminador IR é um dispositivo ativo - que não coleta luz, ele a emite, em uma faixa de comprimento de onda que fica fora do que o olho humano pode detectar. Um dispositivo de visão noturna, por outro lado, é construído para ser sensível exatamente a essa banda, de modo que possa captar a luz infravermelha produzida pelo iluminador.
Como funciona um iluminador IR?
O caminho é simples de descrever:
Iluminador IR → luz infravermelha → alvo → IR refletido → dispositivo de visão noturna → imagem
O iluminador emite luz infravermelha na cena. Essa luz atinge objetos - uma pessoa, um veículo, terreno - e retorna da mesma forma que a luz visível faz quando atinge algo à luz do dia. O dispositivo de visão noturna capta o infravermelho refletido e o converte em imagem visível, seguindo o mesmo processo de intensificação descrito acima.
Por que normalmente não conseguimos ver a luz infravermelha?
O olho humano simplesmente não foi projetado para registrar-comprimentos de onda próximos ao infravermelho - nossos fotorreceptores não respondem a essa parte do espectro. O fotocátodo de um tubo de visão noturna responde a ele, e é exatamente por isso que a tecnologia funciona: ele pode “ver” uma fonte de luz que é invisível para uma pessoa que esteja bem ao lado dela.
É também por isso que um iluminador IR não é a mesma coisa que uma lanterna, embora ambos adicionem luz a uma cena. Uma lanterna é visível para qualquer pessoa próxima, com ou sem equipamento de visão noturna. O feixe de um iluminador infravermelho é invisível a olho nu e só se torna visível através de uma visão noturna ou de um dispositivo sensível a infravermelho -, uma diferença significativa para qualquer pessoa preocupada em permanecer invisível.
Iluminador IR vs Luz Ambiente: Qual é a diferença?
Esta é a comparação sobre a qual a maioria das pessoas está realmente perguntando.
|
Recurso |
Luz ambiente |
Iluminador infravermelho |
|
Fonte |
Luz natural/existente |
Luz infravermelha artificial |
|
Disponibilidade |
Depende do ambiente |
Controlado pelo usuário |
|
Luar |
Contribui |
Não aplicável |
|
Luz das estrelas |
Contribui |
Não aplicável |
|
Escuridão completa |
Muito limitado |
Eficaz |
|
Controlar |
Limitado |
Ajustável |
|
Equipamento extra |
Não obrigatório |
Obrigatório |
|
Energia necessária |
Não |
Sim |
|
Furtividade |
Passiva |
Ativo |
Luz ambiente
Vantagens
- Nenhum equipamento extra para transportar ou montar
- Não consome bateria
- Totalmente passivo - nada para detectar
- Funciona naturalmente, sem ajustes
Limitações
Depende do clima
Depende da fase da lua e da cobertura de nuvens
Não pode ser ativado quando você precisar de mais
O desempenho varia de noite para noite e de hora em hora
Iluminador infravermelho
Vantagens
- Adiciona luz exatamente quando e onde o ambiente não fornece luz suficiente
- Faz uma diferença real em condições de-luz muito baixa
- Pode melhorar visivelmente o brilho da imagem
- Muitos modelos oferecem saída ajustável
Limitações
- Precisa de energia e adiciona considerações-de tempo de execução
- Mais um equipamento para transportar, montar e manter
- Por ser um emissor ativo, pode ser potencialmente captado por qualquer outra pessoa equipada com visão noturna ou equipamento de detecção IR.
3, a visão noturna pode funcionar sem um iluminador infravermelho?
A resposta honesta não é um sim ou não -, depende de onde você está.
Com luar
Na maioria dos casos, sim. Uma noite clara com uma fase de lua decente fornece luz ambiente suficiente para que um bom intensificador de imagem produza uma imagem limpa e utilizável sem qualquer IR adicional.
Sob a luz das estrelas
A luz das estrelas por si só é uma fonte de luz muito mais fina, portanto os resultados variam mais. Um tubo de alto-desempenho ainda pode fornecer uma imagem funcional, mas um dispositivo de-especificações mais baixas pode ter dificuldades - é aqui que a qualidade do tubo começa a importar mais do que quase qualquer outra coisa.
Em áreas urbanas
Cidades e vilas raramente ficam totalmente escuras. A iluminação pública, as luzes dos edifícios e os faróis dos veículos contribuem com luz ambiente suficiente para que normalmente não seja necessário operar um iluminador IR continuamente.
Em condições de luminosidade-extremamente baixas
Florestas densas sob copas pesadas, espaços subterrâneos, salas sem janelas e áreas rurais remotas em uma noite nublada e sem lua são uma história diferente. Nestes ambientes, a luz ambiente pode cair perto de zero, e um iluminador IR torna-se genuinamente útil em vez de opcional.
4,Quando você deve usar um iluminador IR?
Patrulha ao ar livre
Com luz ambiente razoável - luar, luz das estrelas ou iluminação artificial próxima - IR geralmente não é necessário para observação básica.
Floresta Densa
A copa das árvores impede que a luz da lua chegue ao solo, mesmo em uma noite clara. O IR pode melhorar visivelmente a visibilidade sob cobertura.
Salas internas / escuras
Interiores com pouca ou nenhuma luz natural são um dos casos mais claros onde a iluminação IR ganha destaque.
Escuridão Completa
Este é o cenário em que os iluminadores IR foram projetados para - espaços subterrâneos, fechados ou totalmente sombreados, onde efetivamente não há luz ambiente para amplificar.
Observação-de longa distância
A distância altera o cálculo. A potência do infravermelho, o ângulo do feixe e o foco interagem com a distância do alvo, e a relação não é linear - simplesmente aumentar a potência não garante um melhor resultado ao alcance. Abordaremos o porquê na próxima seção.
5,Como funciona a visão noturna em diferentes condições?
Luar
A luz ambiente é relativamente alta, a qualidade da imagem geralmente é boa por si só e o infravermelho normalmente não é necessário.
Luz das estrelas
A luz ambiente é muito baixa. A qualidade do tubo torna-se o fator decisivo e o IR pode ajudar.
Chuva
Gotículas de água e reflexos reduzem a visibilidade por si só. A luz infravermelha também pode espalhar a chuva próxima e criar brilho indesejado, portanto, mais infravermelho não é automaticamente melhor aqui.
Névoa
A neblina espalha a luz em todas as direções, o que reduz o contraste, independentemente da fonte de luz. IR não é uma solução universal para neblina - em alguns casos pode piorar a retroespalhamento.
Floresta Densa
A luz natural é limitada pela cobertura do dossel. O IR pode melhorar a visibilidade de- e médio-alcance.
Interior
O desempenho depende muito das janelas e de qualquer iluminação artificial presente. Em salas genuinamente escuras, o IR é de onde vem a maior parte dos detalhes visíveis.
|
Doença |
Luz ambiente |
Necessidade de RI |
|
Lua Cheia |
Alto |
Baixo |
|
Luz das estrelas |
Baixo |
Médio |
|
Área Urbana |
Médio |
Baixo |
|
Floresta Densa |
Muito baixo |
Médio/Alto |
|
Interior escuro |
Muito baixo |
Alto |
|
Escuridão Completa |
Nenhum/muito baixo |
Alto |
6,O iluminador IR sempre melhora a visão noturna?
Não automaticamente - e entender o porquê faz parte do bom uso do equipamento.
Mais IR nem sempre significa uma imagem melhor
Muita saída infravermelha pode superexpor a imagem, criar pontos quentes em superfícies reflexivas e prejudicar o equilíbrio geral da imagem. As condições atmosféricas e o terreno reflexivo também podem reduzir o alcance efetivo em um período menor do que a distância nominal do iluminador sugeriria. A saída precisa corresponder à cena, não apenas ser maximizada.
O ângulo do feixe é importante
Um feixe amplo espalha a iluminação por uma área mais ampla, o que é adequado para observação de-áreas próximas ou amplas-. Um feixe estreito concentra a mesma saída em uma zona mais estreita, que é adequada para observação em distâncias maiores. Nenhum dos dois é universalmente melhor - depende da tarefa.
O foco IR é importante
Alguns iluminadores IR - o anel de foco encontrado em dispositivos como o iluminador IR PVS-7 é um bom exemplo - permite que o usuário ajuste fisicamente o feixe de uma ampla propagação para um padrão mais estreito e concentrado. Essa capacidade de ajuste costuma ser mais útil na prática do que a potência bruta, pois permite que o feixe corresponda à distância real de trabalho, em vez de iluminar muito mais área do que o necessário.
7, Iluminador IR e Stealth: O IR é invisível?
Outras pessoas podem ver seu iluminador IR?
A olho nu, sim, é invisível - essa parte é verdade. Mas “o olho humano não pode ver” não significa “nada pode ver”. Qualquer pessoa equipada com o seu próprio dispositivo de visão noturna, ou qualquer sensor sensível a essa parte do espectro infravermelho, pode detectar potencialmente uma fonte de infravermelho ativa, às vezes a uma distância considerável. É uma consideração real para qualquer pessoa cuja posição seja importante, e é por isso que essa distinção é questionada com tanta frequência por usuários militares e policiais.
É também aqui que entra o conceito de observação passiva versus observação ativa.
Passiva:luz ambiente → dispositivo de visão noturna
Ativo:Iluminador IR → alvo → dispositivo de visão noturna
Visão noturna passiva vs ativa
|
Visão noturna passiva |
IR ativo |
|
|
Fonte de luz |
Luz ambiente |
Iluminador infravermelho |
|
Luz adicional |
Não |
Sim |
|
Equipamento |
Mais simples |
Requer um iluminador IR |
|
Consumo de energia |
Mais baixo |
Mais alto |
|
Visibilidade para equipamentos sensíveis-a infravermelho |
Mais baixo |
Potencialmente detectável |
|
Capacidade-de pouca luz |
Depende da luz ambiente |
Melhorado com IR |
Nenhum dos modos é o "correto" por padrão. A escolha certa depende do ambiente e do que a missão ou tarefa realmente exige - uma patrulha que depende da luz da lua em terreno aberto tem necessidades muito diferentes de uma equipe que faz uma busca em um prédio sem janelas.
8,Como escolher um dispositivo de visão noturna para diferentes condições de luz
Urbano / ao ar livre / ao luar
Muitas vezes, um intensificador de imagem de alta{0}}qualidade é suficiente por si só.
Floresta-com pouca luz
Procure um dispositivo que combine forte desempenho-de pouca luz com capacidade de infravermelho, já que você pode precisar de ambos dependendo da cobertura do dossel.
Ambientes internos/extremamente escuros
A iluminação infravermelha se torna uma parte maior da equação, e não um complemento opcional-.
Uso profissional/militar
Além do IR, avalie diretamente o desempenho do intensificador de imagem: figura de mérito (FOM), relação sinal-para-ruído (SNR) e ganho, juntamente com saída e ajuste do iluminador IR, impermeabilização, vida útil da bateria e compatibilidade com capacete.
9,Como escolher um iluminador IR
Algumas especificações determinam o desempenho real de um iluminador IR em campo:
- Comprimento de onda infravermelho
- Potência infravermelha
- Ângulo de feixe
- Foco ajustável
- Distância de iluminação
- Vida útil da bateria
- Método de montagem
- Resistência às intempéries
Uma coisa que vale a pena afirmar claramente: não escolha um iluminador IR baseado apenas na potência máxima. O que realmente importa em campo é a distância-de trabalho no mundo real, a cobertura do feixe, a qualidade da imagem resultante e quanto tempo a unidade funciona com carga - não é o maior número na folha de especificações.
Perguntas frequentes
01.A visão noturna precisa de um iluminador IR?
02.A visão noturna pode funcionar na escuridão total?
03.A iluminação infravermelha é visível ao olho humano?
04.Qual é a diferença entre um iluminador IR e um laser IR?
05.Quão longe pode chegar um iluminador IR?
06.A chuva afeta a iluminação infravermelha?
Conclusão
A escolha do dispositivo de visão noturna certo depende de mais do que a qualidade da imagem em uma folha de especificações. A luz ambiente, a capacidade de infravermelho, o ambiente operacional, a distância de visualização esperada e os requisitos da missão afetam o desempenho real de um dispositivo em campo.
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