人類經過數百萬年的進化,終于站在了食物鏈的最頂端,但是征服了其它物種的我們卻從來沒有征服黑暗,在光線照耀不到的黑暗中,是人類感官無法抵達的禁區,隱藏著讓人不安的危險和未知,人類從誕生的那一刻起便期盼著能透視黑暗,感知危險,在過去那只能是幻想,而今天借助工具和智慧這已成為可能。
0 }/ p2 G" `8 b9 V* w" R4 }9 V
人類具有五種感官,眼鏡對應視覺,用以感知周圍的世界,按照常理推斷有人能接收到五感之外訊息的話,那么這個人就會被看作具有超能力,現在利用夜視技術,研發出來的夜視產品就能讓人類擁有這樣的超能力,如夜視鏡,監視攝像頭,軍用夜視儀以及有的手機都有這樣的能力。 $ U5 F5 v, J) J
/ k" v% O3 D# M& @4 }; h
+ X! E5 W( t% [0 y夜視技術是利用光電成像技術和相應的設備,將黑暗中人類肉眼看不見的目標,增強或者轉化成可以看見的影像。
( e. ]: _$ h+ o# E3 ]3 `% Q
夜視技術可以分為微光夜視技術和紅外夜視技術,微光夜視技術是利用微弱的光線通過增強器對目標進行成像,紅外夜視技術是利用主動照射目標或者借助目標自身熱量,形成的熱成像。 % U( e& Q1 [9 D0 R
夜視技術的發展夜視技術的發展過程都是伴隨著它在軍事上的使用,夜色的掩蓋總能給戰爭中的一方提供優勢,而具有夜視能力無疑能將這種優勢無限放大。 最早在夜間只有使用火把或電筒等解決黑暗問題,但作用有限,還容易暴露自己。 1929年匈牙利物理學家在英國發明了一種紅外線電視攝像機,能將不可見的紅外圖像轉化成可見光圖像,這項技術很快就被英國投入到防空用途上。 - L. V0 Y. l; Y' `
0 D7 U# w3 H7 _; G. |3 ^4 w
1939年英國人將夜視技術應用在情報戰上,他們發明了一種單眼偵測器材,裝備給情報人員,在二戰中大量使用。 到了二戰后期,從紅外望遠鏡,裝甲部隊配備的夜視儀,夜視裝備在各種裝備上的應用也越來越多。 進入新世紀一場場局部戰爭,讓夜視裝備再次成為焦點,夜視裝備也發展到令人意想不到的地步。
4 u/ D, z" ]+ K" C4 F2 I7 d" X2 d+ j6 W% @2 k0 I) ~( r& |1 u/ l5 Z
擁有像動物一樣的夜視能力一直是人類的夢想,那些能在夜里從眼睛中散發出詭異光芒的貓科動物,看著即嚇人又很好奇,它們能在黑夜里看清楚任何物體,而人類的眼睛怎么就不行呢?
. d$ I& ?6 v8 m5 a$ ~
這些貓科動物的眼睛結構和我們人類的還是有很大不同,它們的眼睛就是專門為了適應黑暗而進化的。 這些夜行動物,為了能在夜里尋找食物和躲避天敵,它們必須讓自己的眼睛接收到更多的光線,瞳孔也可以調節大小,可以通過放大瞳孔來接收更多的光線,或者是縮小瞳孔來阻擋強光。
* y! \6 X# r$ P( F2 `$ j5 n' C
同時它們眼球后面的視網膜上,有一個類似反光板的物質,就像一面鏡子,也正是這種物質讓它們在夜間可以看清黑暗的環境,也同時讓它們的眼睛看起來像在發光一樣,其實這只是它們對接收到的光線的一種反射。 8 O/ {. w# F5 F$ X& n' g$ r. G
而我們人類的眼睛這方面的能量就比較差,所以夜間很難看清楚周圍的物體,同樣眼睛看起來也不會像貓科動物的眼睛一樣會發光,如果人類長期也生活在黑暗的環境中或許也能進化出這樣的眼睛。
; }9 a' ^1 V/ ~/ k7 F
8 _4 d5 O, \. F% U; e2 E6 q圖片來源:pixabay L+ [% o9 c+ v8 b; X+ T6 v; p, J
夜視原理- c" p# d( Z2 t) L
在這個世界上,沒有什么比在黑咕隆咚的環境中看見四周更難,所以夜視就是一項必備的技能,夜視之所以應用如此廣泛,因為它可以根據不同的情況有不同的應用。 2 x+ `1 D+ i- _( Q) ~
一般來說人們說起“夜視”時,聯想到的是圖像增強或者圖像加強技術,這都是軍用夜視儀或者動作片里面,常出現的綠色版本夜視圖像,這個綠色是有一定用意的,因為比起其它顏色,人眼對綠色更敏感。
w2 r7 _8 U$ { 8 s) z8 f! |( `3 O5 W$ O: ~& A
" p% a3 l1 q4 c4 D
微光夜視是通過將微弱的光線增強其亮度來實現夜視,當組成光線的光子進入到圖像增強器的時候,它們會首先撞擊一個叫廣電陰極特殊的涂層,從而釋放電子,接著這些電子會撞擊第二個叫微通道板的涂層,它會在電子撞擊熒光屏之前增加電子的數量,在這里電子重新轉化成光,由于電子增多,所以生成的圖像亮度就會更高,讓你更清楚的看到周圍的環境。 & {. J* D* [- |2 u. n. }$ G1 l& V0 U
1 v! z! F h. F. z8 y2 K; \- p, `4 ^/ t" d4 c, g2 A7 ]( W8 D3 o
那如果亮度小到圖像增強器都“看不見”呢?這就需要熱成像了,物理學的研究表明,所有溫度高于絕對零度,也就是零下273攝氏度的物體每時每刻都在發出紅外波段的電磁波,產生熱輻射又稱紅外輻射,物體熱輻射能量的大小與物體的溫度有關,溫度高的物體發出的熱輻射較強,溫度低的物體發出的熱輻射較弱。
7 u+ ~9 m) ^6 N) k- Y
# Y) k' A, [: b: L$ Q! K; X) t( o% |
紅外夜視,熱輻射也是光的一種,波長大于可見光又稱紅外線,通過物理過程把不可見的熱輻射轉換成電信號,進而以人眼可以看見的圖像顯示出來,這就是紅外熱輻射技術。 # S% M; u2 T9 c' g
來自目標的熱輻射,通過紅外光學系統聚焦到探測器平面上,紅外吸收層吸收紅外能量后溫度發生變化,從而引起熱敏層電阻值發生改變,接著轉換成電信號輸出,再經過數據處理,最終得到反應目標溫度分布情況的可視化電子圖像。 ! z- s1 A0 s! |. e
2 c: R1 d+ a" I4 J6 B! z
$ _3 ~2 Z0 k0 ?, `0 H$ n5 g! u不管是紅外夜視還是微光夜視都不能還原物體原來的顏色,隨著技術的發展,現在已經出現了還原真實顏色的全彩夜視儀,有了它就能將黑夜變成白天。 % p; V- L: X& V1 p0 I+ z
它通過將電子流放大再打到特殊的低照度半導體發電器上,它們再經過高速模擬數字電路后,可以轉換成數字信號,最后經過中央處理器就形成全彩高分辨率畫面,令人驚奇的是它的夜間成像效果幾乎達到了和白天無異的程度,就連物體的顏色都能清晰可見。 4 y$ S0 {. L* `
9 {2 M7 |7 L( |/ X$ T: _3 Z$ ~3 x. B/ e/ k
現在還出現了一種石墨烯薄膜,這種薄膜能與光子產生反應使人眼看到的物體變亮,一旦技術成熟,這種薄膜有望貼在戰機座艙,車輛玻璃,甚至眼鏡上,隨著這些夜視黑科技的不斷問世,黑夜正在被點亮,人類征服黑夜的目標終將實現。
8 ?' [3 H/ d- f9 Z% i Q5 s |