Teknologiset kysymykset
Kamerat
Joissakin ehdotetuista aktiivisista naamiointijärjestelmistä kamerat on asennettu suoraan naamioituun kohteeseen, ja joissakin järjestelmissä on etäkamerat. Jos järjestelmän rakenne on sellainen, että kamera on asennettava suoraan peitettävään kohteeseen, asetetaan yksi rajoitus - kameran on oltava joko aktiivisesti naamioitu tai riittävän pieni. Tällä hetkellä kuluttajien saatavilla on monia mikrokameroiden malleja, joista jotkut kaupalliset minikokoiset värikamerat voivat sopia tietyntyyppisiin aktiivisiin naamiointijärjestelmiin.
Resoluutio ja kuvantaminen
Vaadittua näytön tarkkuutta määritettäessä on otettava huomioon etäisyys näytöstä katsojaan. Jos tarkkailija on vain 2 metrin päässä, tarkkuuden ei pitäisi olla paljon suurempi kuin ihmisen näkemys tällä etäisyydellä, eli noin 289 pikseliä cm2: llä. Jos tarkkailija on kauempana (mikä yleensä on), tarkkuutta voidaan pienentää vaarantamatta peiton laatua.
Lisäksi visualisoinnissa on otettava huomioon, miten tarkkailijoiden näkökenttä muuttuu riippuen etäisyydestä näytöstä. Esimerkiksi henkilö, joka katsoo näyttöä 20 metrin päästä, näkee enemmän näytön takana olevasta henkilöstä verrattuna 5 metrin päässä olevaan henkilöön. Siksi järjestelmän on määritettävä, mistä tarkkailija etsii, jotta se sopii kuvaan tai kuvan kokoon, ja määritettävä sen reunat.
Yksi visualisointiratkaisuista on luoda kolmiulotteinen digitaalinen malli ympäröivästä tilasta. Oletetaan, että digitaalinen malli luodaan reaaliajassa, koska on todennäköisesti epäkäytännöllistä mallintaa reaalimaailman paikkoja etukäteen. Stereoskooppisen kameraparin avulla järjestelmä voi määrittää sijainnin, värit ja kirkkauden. Prosessia, jota kutsutaan kulkevaksi säteilykuvaukseksi, ehdotetaan mallin kääntämiseksi 2D-kuvaksi näytöllä.
Uudet kudotut nanokomposiittimateriaalit luodaan käyttämällä magneettisia ja sähköisiä kenttiä toiminnallisten nanohiukkasten tarkan sijoittamisen saavuttamiseksi polymeerikuitujen sisällä ja ulkopuolella. Nämä nanokuidut voidaan räätälöidä tarjoamaan ominaisuuksia, kuten värien täsmäytys ja NIR -allekirjoituksen hallinta aktiivisille naamiointisovelluksille.
Kaavamainen esitys aktiivisesta naamioinnista, jota käytetään peittämään henkilö, joka seisoo ihmisryhmän edessä
Näyttää
Joustavia näyttötekniikoita on kehitetty yli 20 vuoden ajan. Lukuisia menetelmiä on ehdotettu yritettäessä luoda joustavampi, kestävämpi ja halvempi näyttö, jolla on myös riittävä resoluutio, kontrasti, väri, katselukulma ja virkistystaajuus. Tällä hetkellä joustavat näyttösuunnittelijat tutkivat kuluttajien vaatimuksia sopivimman tekniikan määrittämiseksi sen sijaan, että ne tarjoaisivat parhaan yksittäisen ratkaisun kaikkiin sovelluksiin. Saatavilla olevia ratkaisuja ovat RPT (heijastava heijastustekniikka), orgaaniset valoa emittoivat diodit (OLED), nestekidenäytöt (LCD), ohutkalvotransistorit (TFT) ja …
Nykyaikaiset standardinäytöt (mukaan lukien joustavat näytöt) on tarkoitettu vain suoraa katselua varten. Siksi järjestelmä on myös suunniteltava siten, että kuva näkyy selvästi eri kulmista. Yksi ratkaisu olisi puolipallon muotoinen linssinäyttö. Lisäksi auringon ja tarkkailijan sijainnista riippuen näyttö voi olla huomattavasti kirkkaampi tai tummempi kuin ympäröivä alue. Jos tarkkailijoita on kaksi, tarvitaan kaksi eri kirkkaustasoa.
Kaikista näistä tekijöistä johtuen odotukset nanoteknologian tulevasta kehityksestä ovat suuret.
Tekniset rajoitukset
Tällä hetkellä lukuisat tekniset rajoitukset rajoittavat aktiivisten naamiointijärjestelmien tuotantoa sotilasjärjestelmille. Vaikka joitakin näistä rajoituksista on aktiivisesti voitettu ehdotetulla ratkaisulla 5–15 vuoden kuluessa (esim. Joustavat näytöt), on vielä muutamia merkittäviä esteitä, jotka on vielä voitettava. Jotkut niistä mainitaan alla.
Näyttöjen kirkkaus. Yksi näyttöpohjaisten aktiivisten naamiointijärjestelmien rajoituksista on kirkkauden puute päivänvalossa työskentelyyn. Kirkkaan taivaan keskimääräinen kirkkaus on 150 W / m2 ja useimmat näytöt ovat tyhjiä koko päivänvalossa. Tarvitaan kirkkaampi näyttö (jonka loisteputki on lähellä liikennevaloa), mikä ei ole vaatimus muilla kehityskohteilla (esimerkiksi tietokoneiden näytöt ja tietonäytöt eivät saa olla niin kirkkaita). Näin ollen näyttöjen kirkkaus voi olla suunta, joka estää aktiivisen naamioinnin kehittymisen. Lisäksi aurinko on 230 000 kertaa voimakkaampi kuin ympäröivä taivas. Näytöt, jotka ovat yhtä kirkkaita kuin aurinko, on suunniteltava siten, että kun järjestelmä kulkee auringon edessä, se ei näytä samealta tai siinä ei ole varjoja.
Laskentateho. Aktiivisen kuvanhallinnan ja sen jatkuvan päivittämisen tärkeimmät rajoitukset ihmissilmän jatkuvaa päivittämistä varten (näkymättömyys) ovat se, että ohjausmikroprosessoreissa tarvitaan tehokkaita ohjelmistoja ja suuri muistikoko. Ottaen huomioon, että harkitsemme myös kolmiulotteista mallia, joka on rakennettava reaaliajassa ja joka perustuu menetelmiin kuvien saamiseksi kameroista, ohjausmikroprosessorien ohjelmistosta ja ominaisuuksista voi tulla merkittävä rajoitus. Lisäksi, jos haluamme tämän järjestelmän olevan itsenäinen ja sotilaan kuljettama, kannettavan tietokoneen on oltava kevyt, pieni ja riittävän joustava.
Paristokäyttöinen. Kun otat huomioon näytön kirkkauden ja koon sekä vaaditun prosessointitehon, modernit akut ovat liian raskaita ja tyhjenevät nopeasti. Jos sotilas haluaa viedä tämän järjestelmän taistelukentälle, on kehitettävä kevyempiä akkuja, joilla on suurempi kapasiteetti.
Kameroiden ja projektorien sijainti. Kun otetaan huomioon RPT -tekniikka, merkittävä rajoitus tässä on se, että kamerat ja projektorit on sijoitettava etukäteen ja vain yhdelle vihollisen tarkkailijalle, ja että tämä tarkkailija on sijoitettava tarkkaan paikkaan kameran eteen. On epätodennäköistä, että kaikki tämä havaitaan taistelukentällä.
Naamiointi muuttuu digitaaliseksi
Odotettaessa eksoottisia tekniikoita, jotka mahdollistavat todellisen "näkymättömyysviitan" kehittämisen, viimeisin ja merkittävä edistysaskel naamioinnin alalla on ns. Digitaalisten kuvioiden (mallien) käyttöönotto.
”Digitaalinen naamiointi” kuvaa mikrokuviota (mikrokuviota), joka muodostuu useista pienistä, suorakaiteen muotoisista, eri väreistä koostuvista pikseleistä (mieluiten enintään kuusi, mutta yleensä kustannussyistä enintään neljä). Nämä mikrokuviot voivat olla kuusikulmaisia tai pyöreitä tai nelikulmaisia, ja ne toistetaan eri sekvensseissä koko pinnalla, olipa se sitten kangasta, muovia tai metallia. Erilaiset kuviopinnat ovat samanlaisia kuin digitaaliset pisteet, jotka muodostavat täydellisen kuvan digitaalivalokuvasta, mutta ne on järjestetty siten, että ne hämärtävät kohteen ääriviivoja ja muotoa.
MARPAT -merijalkaväki torjuu univormut metsää varten
Teoriassa tämä on paljon tehokkaampi naamiointi kuin tavallinen naamiointi, joka perustuu suuriin pisteisiin, koska se jäljittelee luonnon ympäristössä esiintyviä värikkäitä rakenteita ja karkeita rajoja. Tämä perustuu siihen, miten ihmissilmä ja siten aivot ovat vuorovaikutuksessa pikselöityjen kuvien kanssa. Digitaalinen naamiointi pystyy paremmin sekoittamaan tai eksyttämään aivot, jotka eivät huomaa mallia, tai saamaan aivot näkemään vain tietyn osan kuviosta, jotta sotilaan varsinainen ääriviiva ei ole havaittavissa. Todellisessa työssä pikselit on kuitenkin laskettava erittäin monimutkaisten fraktaalien yhtälöillä, joiden avulla voit saada toistumattomia kuvioita. Tällaisten yhtälöiden muodostaminen ei ole helppo tehtävä, ja siksi digitaaliset naamiointikuviot on aina suojattu patenteilla. Kanadan joukot esittivät ensimmäisen kerran CADPATina ja Yhdysvaltain merijalkaväen MARPAT -nimisenä. Digitaalinen naamiointi on sittemmin vallannut markkinat ja monet armeijat ympäri maailmaa ovat ottaneet sen käyttöön. On mielenkiintoista huomata, että CADPATia tai MARPATia ei ole saatavilla vientiin, vaikka Yhdysvalloilla ei ole ongelmia kehittyneiden asejärjestelmien myynnissä.
Vertailu tavallisten ja digitaalisten taisteluajoneuvojen naamiointikuvioiden välillä
Kanadan CAPDAT -malli (metsäversio), MARPAT -malli merijalkaväelle (aavikkoversio) ja uusi Singaporen malli
Advanced American Enterprise (AAE) ilmoitti parannuksista aktiiviseen / mukautuvaan naamiointipukuun (kuvassa). Stealth Technology System (STS) -laite on saatavilla näkyvissä ja NIR -laitteissa. Mutta tämä lausunto herättää kuitenkin huomattavan määrän skeptisyyttä.
Tällä hetkellä on olemassa toinen lähestymistapa … Rensselierin ja Rice -yliopiston tutkijat ovat saaneet pimeimmän materiaalin, jonka ihminen on koskaan luonut. Materiaali on ohut pinnoite purkautuneista, löyhästi kohdistetuista hiilinanoputkista; sen kokonaisheijastuskyky on 0, 045%, eli se absorboi 99, 955% tulevasta valosta. Materiaali on sellaisenaan hyvin lähellä niin sanottua "super mustaa" esinettä, joka voi olla käytännössä näkymätön. Valokuva näyttää uutena materiaalina 0,045%: n heijastuskyvyn (keskellä), huomattavasti tummemman kuin 1,4%: n NIST -heijastustandardi (vasen) ja pala lasimaista hiiltä (oikea)
Lähtö
Jalkaväkiin tarkoitetut aktiiviset naamiointijärjestelmät voisivat auttaa suuresti salaisissa operaatioissa, varsinkin kun otetaan huomioon, että sotilasoperaatiot kaupunkitilassa ovat yleistymässä. Perinteiset naamiointijärjestelmät säilyttävät saman värin ja muodon, mutta kaupunkitilassa optimaaliset värit ja kuviot voivat muuttua jatkuvasti joka minuutti.
Vain yhden mahdollisen aktiivisen naamiointijärjestelmän etsiminen ei vaikuta riittävältä ryhtyäkseen tarvittavaan ja kalliiseen näyttötekniikan, laskentatehon ja akkuvirran kehittämiseen. Kuitenkin, koska kaikki tämä vaaditaan muissa sovelluksissa, on täysin ennustettavissa, että teollisuus voi kehittää tekniikoita, jotka voidaan helposti mukauttaa aktiivisiin naamiointijärjestelmiin tulevaisuudessa.
Sillä välin voidaan kehittää yksinkertaisempia järjestelmiä, jotka eivät johda täydelliseen näkymättömyyteen. Esimerkiksi järjestelmä, joka päivittää aktiivisesti likimääräisen värin, on hyödyllisempi kuin nykyiset naamiointijärjestelmät riippumatta siitä, näytetäänkö ihanteellinen kuva. Kun otetaan huomioon, että aktiivinen naamiointijärjestelmä voidaan perustella parhaiten, kun tarkkailijan asema on tarkasti tiedossa, voidaan olettaa, että varhaisimmissa ratkaisuissa naamiointiin voitaisiin käyttää yhtä kiinteää kameraa tai ilmaisinta. Tällä hetkellä on kuitenkin saatavana suuri määrä antureita ja ilmaisimia, jotka eivät toimi näkyvässä spektrissä. Esimerkiksi terminen mikrobolometri tai herkkä anturi voi helposti tunnistaa visuaalisesti aktiivisen naamioinnin peittämän kohteen.
