Fotoaparáty
Niektoré z navrhovaných aktívnych kamuflážnych systémov majú kamery nainštalované priamo na maskovaný objekt a niektoré systémy majú vzdialené IR kamery. Ak je schéma systému taká, že kamera musí byť nainštalovaná priamo na maskovaný objekt, platí jedno obmedzenie - kamera musí byť buď maskovaná, alebo dostatočne malá. V súčasnosti je spotrebiteľom k dispozícii mnoho modelov mikro kamier, z ktorých niektoré komerčné miniatúrne farebné kamery môžu byť vhodné pre určité typy aktívnych kamuflážnych systémov.
Rozlíšenie a zobrazovanie
Pri určovaní požadovaného rozlíšenia displeja je potrebné vziať do úvahy vzdialenosť od displeja k divákovi. Ak je pozorovateľ vzdialený iba 2 metre, rozlíšenie by nemalo byť oveľa vyššie ako detail ľudského videnia v tejto vzdialenosti, to znamená približne 289 pixelov na cm2. Ak je pozorovateľ ďalej (čo je zvyčajne), potom môže byť rozlíšenie znížené bez toho, aby bola ohrozená kvalita maskovania.
Vizualizácia by navyše mala brať do úvahy, ako sa zorné pole pozorovateľov mení v závislosti od vzdialenosti, v ktorej sa nachádzajú od obrazovky. Osoba, ktorá sa napríklad pozerá na displej zo vzdialenosti 20 metrov, môže vidieť viac z toho, čo sa nachádza za displejom, v porovnaní s osobou vzdialenou 5 metrov. Preto musí systém určiť, odkiaľ sa pozorovateľ pozerá, aby zodpovedal obrázku alebo veľkosti obrázku a určiť jeho okraje.
Jedným z riešení vizualizácie je vytvorenie 3-D digitálneho modelu okolitého priestoru. Predpokladá sa, že digitálny model bude generovaný v reálnom čase, pretože je s najväčšou pravdepodobnosťou nepraktické modelovať polohy reálneho sveta pred plánovaným termínom. Stereoskopická dvojica kamier umožní systému určiť polohu, farbu a jas. Na preklad modelu do 2-D obrazu na displeji je navrhnutý proces nazývaný zobrazovanie s cestujúcim lúčom.
Nové tkané nanokompozitné materiály sú vytvárané pomocou magnetických a elektrických polí na dosiahnutie presného umiestnenia funkčných nanočastíc vo vnútri a mimo polymérových vlákien. Tieto nanovlákna je možné prispôsobiť tak, aby poskytovali vlastnosti, ako je zhoda farieb a kontrola podpisu NIR pre aktívne kamuflážne aplikácie.
Schematické znázornenie aktívnej kamufláže používanej na maskovanie osoby stojacej pred skupinou ľudí
Displeje
Flexibilné zobrazovacie technológie boli vyvinuté viac ako 20 rokov. V snahe vytvoriť flexibilnejší, odolnejší a lacnejší displej s adekvátnym rozlíšením, kontrastom, farbami, pozorovacím uhlom a obnovovacou frekvenciou bolo navrhnutých mnoho spôsobov. V súčasnosti flexibilní návrhári displejov študujú požiadavky zákazníkov na určenie najvhodnejšej technológie namiesto toho, aby ponúkali jediné najlepšie riešenie pre všetky aplikácie. K dostupným riešeniam patrí RPT (Retro-Reflective Projection Technology), organické diódy vyžarujúce svetlo (OLED), displeje z tekutých kryštálov (LCD), tenkovrstvové tranzistory (TFT) a elektronický papier …
Moderné štandardné displeje (vrátane flexibilných displejov) slúžia iba na priame prezeranie. Preto musí byť aj systém navrhnutý tak, aby bol obraz dobre viditeľný z rôznych uhlov. Jedným z riešení by bol polguľový displej s poľom šošoviek. V závislosti od polohy slnka a pozorovateľa môže byť displej výrazne jasnejší alebo tmavší ako okolitá oblasť. Ak existujú dvaja pozorovatelia, sú potrebné dve rôzne úrovne jasu.
Vďaka všetkým týmto faktorom existujú veľké očakávania od budúceho vývoja nanotechnológií.
Technologické obmedzenia
V súčasnosti mnohé technologické obmedzenia obmedzujú výrobu aktívnych maskovacích systémov pre vojenské systémy. Aj keď sa niektoré z týchto obmedzení aktívne prekonávajú navrhovaným riešením do 5 až 15 rokov (napr. Flexibilné displeje), stále existuje niekoľko pozoruhodných prekážok, ktoré je ešte potrebné prekonať. Niektoré z nich sú uvedené nižšie.
Jas displejov. Jedným z obmedzení aktívnych kamuflážnych systémov založených na displeji je nedostatok jasu pri práci za denného svetla. Priemerný jas jasnej oblohy je 150 W / m2 a väčšina displejov sa pri plnom dennom svetle javí ako prázdna. Bude potrebný jasnejší displej (s luminiscenciou blízkou semaforu), čo v iných oblastiach vývoja nie je potrebné (napríklad počítačové monitory a informačné displeje by nemali byť také jasné). V dôsledku toho môže byť jas displejov smerom, ktorý bude brzdiť vývoj aktívnej kamufláže. Slnko je navyše 230 000 -krát intenzívnejšie ako okolitá obloha. Displeje s jasom rovnajúcim sa slnku by mali byť navrhnuté tak, aby keď systém prechádza pred slnkom, nevyzeral zahmlene ani nemal žiadne tiene.
Výpočtový výkon. Hlavnými obmedzeniami aktívnej kontroly obrazu a jeho neustálej aktualizácie za účelom nepretržitej aktualizácie (neviditeľnosti) pre ľudské oko je, že v riadiacich mikroprocesoroch je potrebný výkonný softvér a veľká veľkosť pamäte. Vzhľadom na to, že uvažujeme o 3-D modeli, ktorý musí byť postavený v reálnom čase na základe metód získavania snímok z kamier, môže sa softvér a vlastnosti riadiacich mikroprocesorov stať veľkým obmedzením. Navyše, ak chceme, aby bol tento systém autonómny a niesol ho vojak, tak musí byť notebook ľahký, malý a dostatočne flexibilný.
Napájanie batériami. Keď vezmete do úvahy jas a veľkosť displeja, ako aj požadovaný výkon spracovania, sú moderné batérie príliš ťažké a rýchlo sa vybíjajú. Ak má tento systém vojak odniesť na bojisko, bude potrebné vyvinúť ľahšie batérie s vyššou kapacitou.
Poloha kamier a projektorov. Ak vezmeme do úvahy technológiu RPT, významným obmedzením je, že kamery a projektory bude potrebné umiestniť vopred, a to iba pre jedného nepriateľského pozorovateľa, a že tento pozorovateľ bude musieť byť umiestnený na presnú pozíciu pred kamerou. Je nepravdepodobné, že by to všetko bolo pozorované na bojisku.
Kamufláž sa stáva digitálnou
V očakávaní exotických technológií, ktoré umožnia vyvinúť skutočný „plášť neviditeľnosti“, je najnovším a významným pokrokom v oblasti maskovania zavedenie takzvaných digitálnych vzorov (šablón).
„Digitálna kamufláž“opisuje mikro vzor (mikro vzor) tvorený niekoľkými malými obdĺžnikovými pixelmi rôznych farieb (ideálne až šesť, ale spravidla z dôvodov nákladov nie viac ako štyri). Tieto mikroobrazy môžu byť šesťuholníkové alebo okrúhle alebo štvoruholníkové a sú reprodukované v rôznych sekvenciách na celom povrchu, či už je to tkanina alebo plast alebo kov. Rôzne vzorované povrchy sú podobné digitálnym bodkám, ktoré tvoria úplný obraz digitálnej fotografie, ale sú usporiadané tak, aby rozmazali obrys a tvar objektu.
Námorníci v bojových uniformách MARPAT pre lesy
Teoreticky je to oveľa účinnejšia kamufláž ako štandardná kamufláž na základe veľkých škvŕn, pretože napodobňuje pestré štruktúry a hrubé okraje nachádzajúce sa v prírodnom prostredí. Vychádza z toho, ako ľudské oko, a teda aj mozog, interaguje s pixelovanými obrázkami. Digitálna kamufláž dokáže lepšie zmiasť alebo oklamať mozog, ktorý si nevšimne vzor, alebo prinútiť mozog vidieť iba určitú časť vzoru, takže skutočný obrys vojaka nie je rozpoznateľný. Na skutočnú prácu však musia byť pixely vypočítané pomocou rovníc veľmi zložitých fraktálov, ktoré vám umožňujú získať neopakujúce sa vzorce. Formulovanie takýchto rovníc nie je ľahká úloha, a preto sú digitálne kamuflážne vzorce vždy chránené patentmi. Digitálne kamufláže, ktoré prvýkrát predstavili kanadské sily ako CADPAT a americkú námornú pechotu ako MARPAT, odvtedy zaujali trh a prijali ich mnohé armády po celom svete. Je zaujímavé poznamenať, že ani CADPAT, ani MARPAT nie sú k dispozícii na vývoz, napriek tomu, že Spojené štáty nemajú problémy s predajom sofistikovaných zbraňových systémov.
Porovnanie bežných a digitálnych maskovacích vzorov bojových vozidiel
Kanadská šablóna CAPDAT (verzia pre lesy), šablóna MARPAT pre námornú pechotu (verzia pre púšte) a nová šablóna pre Singapur
Spoločnosť Advanced American Enterprise (AAE) oznámila vylepšenie svojej aktívnej / adaptívnej maskovacej nositeľnej deky (na obrázku). Zariadenie označené Stealth Technology System (STS) je k dispozícii vo viditeľnom a NIR. Toto vyhlásenie však vyvoláva značnú dávku skepticizmu.
V súčasnej dobe existuje iný prístup … Vedci z Rensselier a Rice University získali najtemnejší materiál, aký kedy človek vytvoril. Materiál je tenký povlak vypúšťaných polí voľne zarovnaných uhlíkových nanorúrok; má celkovú odrazivosť 0, 045%, to znamená, že absorbuje 99,955% dopadajúceho svetla. Materiál sa ako taký veľmi približuje takzvanému „super čiernemu“objektu, ktorý môže byť prakticky neviditeľný. Fotografia ukazuje ako nový materiál s 0,045% odrazivosťou (v strede), výrazne tmavšou ako 1,4% NIST odrazový štandard (vľavo) a kúskom sklovitého uhlíka (vpravo)
Výkon
Aktívne kamuflážne systémy pre pešiakov by mohli výrazne pomôcť pri skrytých operáciách, najmä vzhľadom na to, že vojenské operácie v mestskom priestore sú čoraz rozšírenejšie. Tradičné kamuflážne systémy si zachovávajú rovnakú farbu a tvar, v mestskom priestore sa však optimálne farby a vzory môžu neustále meniť každú minútu.
Hľadanie iba jedného možného aktívneho kamuflážneho systému sa nezdá byť dostatočné na to, aby bolo možné vykonať potrebný a nákladný vývoj zobrazovacej technológie, výpočtového výkonu a napájania z batérie. Avšak vzhľadom na skutočnosť, že to všetko bude požadované v iných aplikáciách, je celkom predvídateľné, že priemysel môže vyvinúť technológie, ktoré sa v budúcnosti dajú ľahko prispôsobiť aktívnym kamuflážnym systémom.
Medzitým môžu byť vyvinuté jednoduchšie systémy, ktoré nevedú k dokonalej neviditeľnosti. Napríklad systém, ktorý aktívne aktualizuje približnú farbu, bude užitočnejší než existujúce kamuflážne systémy bez ohľadu na to, či je zobrazený ideálny obraz. Vzhľadom na to, že aktívny kamuflážny systém môže byť najviac odôvodnený, keď je presne známa poloha pozorovateľa, možno predpokladať, že v najskorších riešeniach by mohla byť na maskovanie použitá jediná stacionárna kamera alebo detektor. V súčasnosti je však k dispozícii veľký počet senzorov a detektorov, ktoré nefungujú vo viditeľnom spektre. Tepelný mikrobolometer alebo citlivý senzor napríklad môže ľahko identifikovať predmet maskovaný vizuálnou aktívnou kamuflážou.
