Тепловая оптика

С тепловизорами все по-другому. На самом деле мы называем их «камерами», но на самом деле это датчики. Чтобы понять, как они работают, первое, что вам нужно сделать, — это забыть все, что вы знали о том, как камеры делают снимки.

FLIR делают снимки от тепла, а не от видимого света. Тепло (также называемое инфракрасной или тепловой энергией) и свет являются частями электромагнитного спектра, но камера, которая может обнаруживать видимый свет, не увидит тепловую энергию, и наоборот.

Однако тепловизионные камеры обнаруживают не только тепло; они обнаруживают крошечные различия в температуре (до 0,01 градуса) и отображают их в оттенках серого или разных цветах. Эту идею может быть непросто донести, и многие люди просто не понимают эту концепцию, поэтому мы потратим немного времени на ее объяснение.

Все, с чем мы сталкиваемся в повседневной жизни, излучает тепловую энергию, даже лед. Чем горячее что-либо, тем больше тепловой энергии оно излучает. Эта излучаемая тепловая энергия называется «тепловой сигнатурой». Когда два объекта рядом друг с другом имеют даже слегка разные тепловые характеристики, они довольно четко видны FLIR независимо от условий освещения.

Тепловая энергия поступает из комбинации источников, в зависимости от того, что вы смотрите в данный момент. Некоторые вещи – например, теплокровные животные (включая людей!), двигатели и машины – создают собственное тепло либо биологически, либо механически. Другие предметы – земля, камни, буи, растительность – поглощают солнечное тепло днем ​​и излучают его ночью.

Поскольку разные материалы поглощают и излучают тепловую энергию с разной скоростью, область, которую мы считаем имеющей одну температуру, на самом деле представляет собой мозаику слегка разных температур. Вот почему бревно, находившееся в воде несколько дней подряд, будет иметь другую температуру, чем вода, и, следовательно, будет видно тепловизору. FLIR обнаруживают эти различия температур и преобразуют их в детали изображения.

Хотя все это может показаться довольно сложным, реальность такова, что современные тепловизионные камеры чрезвычайно просты в использовании. Их образы ясны и просты для понимания, не требуют никакой подготовки или интерпретации. Если вы умеете смотреть телевизор, вы можете использовать тепловизионную камеру FLIR.

Те зеленоватые изображения, которые мы видим в кино и по телевидению, исходят от очков ночного видения (ПНВ) или других устройств, использующих те же основные технологии. ПНВ воспринимают небольшое количество видимого света, значительно его увеличивают и проецируют на дисплей.

Амеры, изготовленные по технологии ПНВ, имеют те же ограничения, что и невооруженный глаз: если видимого света недостаточно, они не смогут хорошо видеть. Качество изображения всего, что зависит от отраженного света, ограничено количеством и силой отражаемого света.

ПНВ и другие камеры при слабом освещении не очень полезны в сумеречные часы, когда света слишком много, чтобы они могли эффективно работать, но недостаточно света, чтобы увидеть невооруженным глазом. Тепловизионные камеры не подвержены влиянию видимого света, поэтому они могут давать четкое изображение, даже когда вы смотрите на заходящее солнце. Фактически, вы можете направить прожектор на FLIR и при этом получить идеальную картинку.

Камеры I2 пытаются генерировать собственный отраженный свет, проецируя луч энергии ближнего инфракрасного диапазона, который их тепловизор может видеть, когда он отражается от объекта. В какой-то степени это работает, но камеры I2 по-прежнему полагаются на отраженный свет для создания изображения, поэтому у них те же ограничения, что и у любой другой камеры ночного видения, которая зависит от энергии отраженного света – малая дальность действия и плохой контраст.

Все эти камеры видимого света — камеры дневного света, камеры ПНВ и камеры I2 — работают путем обнаружения энергии отраженного света. Но количество отраженного света, который они получают, — не единственный фактор, определяющий, сможете ли вы видеть с помощью этих камер: контрастность изображения также имеет значение.

Если вы смотрите на что-то, что сильно контрастирует с окружающей средой, у вас будет больше шансов увидеть это с помощью камеры видимого света. Если у него нет хорошего контраста, вы не увидите его хорошо, независимо от того, насколько ярко светит солнце. Белый объект, видимый на темном фоне, имеет большой контраст. Однако этим камерам будет трудно увидеть более темный объект на темном фоне. Это называется плохим контрастом. Ночью, когда недостаток видимого света естественным образом снижает контрастность изображения, производительность камеры видимого света ухудшается еще больше.

Тепловизоры лишены этих недостатков. Во-первых, они не имеют никакого отношения к отраженной световой энергии: они видят тепло. Все, что вы видите в повседневной жизни, имеет тепловой след. Вот почему у вас гораздо больше шансов увидеть что-то ночью с помощью тепловизора, чем с помощью камеры видимого света, даже камеры ночного видения.

Фактически, многие объекты, которые вы можете искать, например, люди, генерируют собственный контраст, потому что они генерируют собственное тепло. Тепловизоры их хорошо видят, потому что они не просто делают снимки с помощью тепла; они создают изображения по мельчайшим различиям в температуре между объектами.

Приборы ночного видения имеют те же недостатки, что и телекамеры дневного и слабого освещения: им нужно достаточно света и достаточно контраста для создания пригодных изображений. С другой стороны, тепловизоры четко видят днем ​​и ночью, создавая при этом собственный контраст. Без сомнения, тепловизионные камеры — лучший вариант 24-часовой съемки.