Tehnoloģiskie jautājumi
Kameras
Dažām no piedāvātajām aktīvajām maskēšanās sistēmām ir kameras, kas uzstādītas tieši uz maskējamā objekta, un dažām sistēmām ir attālinātas IR kameras. Ja sistēmas shēma ir tāda, ka kamera jāuzstāda tieši uz maskējamā objekta, tad tiek noteikts viens ierobežojums - kamerai jābūt vai nu aktīvi maskētai, vai arī tai jābūt pietiekami mazai. Patērētājiem šobrīd ir pieejami daudzi mikrokameru modeļi, no kuriem dažas komerciālas miniatūras krāsu kameras var būt piemērotas noteikta veida aktīvām maskēšanās sistēmām.
Izšķirtspēja un attēlveidošana
Nosakot nepieciešamo displeja izšķirtspēju, jāņem vērā attālums no displeja līdz skatītājam. Ja novērotājs atrodas tikai 2 metru attālumā, izšķirtspēja nedrīkst būt daudz augstāka par cilvēka redzes detaļām šajā attālumā, tas ir, aptuveni 289 pikseļi uz cm2. Ja novērotājs atrodas tālāk (kas parasti ir), izšķirtspēju var samazināt, neapdraudot maskēšanas kvalitāti.
Turklāt vizualizācijā jāņem vērā, kā mainās novērotāju redzamības lauks atkarībā no attāluma, kādā viņi atrodas no ekrāna. Piemēram, persona, kas skatās uz displeju no 20 metru attāluma, var redzēt vairāk par to, kas atrodas aiz displeja, salīdzinot ar personu, kas atrodas 5 metru attālumā. Tāpēc sistēmai ir jānosaka, no kurienes vērotājs skatās, lai tas atbilstu attēlam vai attēla izmēram, un jānosaka tā malas.
Viens no vizualizācijas risinājumiem ir apkārtējās telpas trīsdimensiju digitālā modeļa izveide. Tiek pieņemts, ka digitālais modelis tiks ģenerēts reālā laikā, jo, visticamāk, ir nepraktiski modelēt reālās pasaules atrašanās vietas pirms grafika. Stereoskopisks kameru pāris ļaus sistēmai noteikt atrašanās vietu, krāsu un spilgtumu. Tiek ierosināts process, ko sauc par ceļojošo staru attēlveidošanu, lai modeli pārvērstu par 2-D attēlu displejā.
Jauni austi nanokompozītu materiāli tiek radīti, izmantojot magnētiskos un elektriskos laukus, lai panāktu precīzu funkcionālo nanodaļiņu pozicionēšanu polimēra šķiedru iekšpusē un ārpusē. Šīs nanšķiedras var pielāgot, lai nodrošinātu tādas īpašības kā krāsu saskaņošana un NIR paraksta kontrole aktīvām maskēšanās lietojumprogrammām.
Shematisks aktīvās maskēšanās attēlojums, ko izmanto, lai maskētu personu, kas stāv cilvēku grupas priekšā
Displeji
Elastīgas displeja tehnoloģijas ir izstrādātas vairāk nekā 20 gadus. Ir ierosinātas daudzas metodes, lai izveidotu elastīgāku, izturīgāku, lētāku displeju, kam ir arī atbilstoša izšķirtspēja, kontrasts, krāsas, skata leņķis un atsvaidzes intensitāte. Pašlaik elastīgie displeju dizaineri pēta patērētāju prasības, lai noteiktu vispiemērotāko tehnoloģiju, nevis piedāvātu vienu labāko risinājumu visām lietojumprogrammām. Pieejamie risinājumi ietver RPT (atstarojošas projekcijas tehnoloģija), organiskās gaismas diodes (OLED), šķidro kristālu displejus (LCD), plānās plēves tranzistorus (TFT) un e-papīru …
Mūsdienu standarta displeji (ieskaitot elastīgos displejus) ir paredzēti tikai tiešai apskatei. Tāpēc arī sistēma jāprojektē tā, lai attēls būtu skaidri redzams no dažādiem leņķiem. Viens risinājums būtu puslodes formas lēcu masīva displejs. Turklāt, atkarībā no saules un novērotāja stāvokļa, displejs var būt ievērojami gaišāks vai tumšāks nekā apkārtējais. Ja ir divi novērotāji, ir nepieciešami divi dažādi spilgtuma līmeņi.
Visu šo faktoru dēļ ir lielas cerības uz nanotehnoloģiju turpmāko attīstību.
Tehnoloģiskie ierobežojumi
Pašlaik daudzi tehnoloģiski ierobežojumi ierobežo aktīvo maskēšanās sistēmu ražošanu karavīru sistēmām. Lai gan daži no šiem ierobežojumiem tiek aktīvi pārvarēti ar ieteikto risinājumu 5 līdz 15 gadu laikā (piemēram, elastīgi displeji), joprojām ir jāpārvar daži ievērojami šķēršļi. Daži no tiem ir minēti zemāk.
Displeju spilgtums. Viens no displeja aktīvo maskēšanās sistēmu ierobežojumiem ir spilgtuma trūkums darbam dienasgaismas apstākļos. Skaidru debesu vidējais spilgtums ir 150 W / m2, un lielākā daļa displeju dienas laikā ir tukši. Būs vajadzīgs spilgtāks displejs (ar luminiscenci tuvu luksofora spīdeklim), kas nav prasība citās attīstības jomās (piemēram, datoru monitoriem un informācijas displejiem nevajadzētu būt tik spilgtiem). Līdz ar to displeju spilgtums var būt virziens, kas kavēs aktīvās maskēšanās attīstību. Turklāt saule ir 230 000 reižu intensīvāka nekā apkārtējās debesis. Displeji, kuru spilgtums ir vienāds ar sauli, jāprojektē tā, lai, kad sistēma iet gar sauli, tā neizskatītos miglaina vai tajā nebūtu ēnu.
Skaitļošanas jauda. Galvenie aktīvās attēla kontroles un tās pastāvīgās atjaunināšanas ierobežojumi cilvēka acs nepārtrauktas atjaunināšanas (neredzamības) nolūkā ir tādi, ka vadības mikroprocesoros ir nepieciešama jaudīga programmatūra un liels atmiņas apjoms. Turklāt, ņemot vērā to, ka mēs apsveram trīsdimensiju modeli, kas jāveido reālā laikā, pamatojoties uz metodēm attēlu iegūšanai no kamerām, vadības mikroprocesoru programmatūra un īpašības var kļūt par lielu ierobežojumu. Turklāt, ja mēs vēlamies, lai šī sistēma būtu autonoma un to nestu karavīrs, tad klēpjdatoram jābūt vieglam, mazam un pietiekami elastīgam.
Ar bateriju darbināms. Ja ņemat vērā displeja spilgtumu un izmēru, kā arī nepieciešamo apstrādes jaudu, mūsdienu baterijas ir pārāk smagas un ātri izlādējas. Ja šo sistēmu karavīrs nēsās uz kaujas lauku, būs jāizstrādā vieglākas baterijas ar lielāku jaudu.
Kameru un projektoru novietojums. Ņemot vērā RPT tehnoloģiju, šeit būtisks ierobežojums ir tāds, ka kameras un projektori būs jānovieto iepriekš un tikai vienam ienaidnieka novērotājam, un ka šis novērotājs būs jānovieto precīzā pozīcijā kameras priekšā. Maz ticams, ka tas viss tiks novērots kaujas laukā.
Kamuflāža kļūst digitāla
Gaidot eksotiskas tehnoloģijas, kas ļaus izstrādāt patiesu "neredzamības apmetni", jaunākais un ievērojamais progress maskēšanās jomā ir tā saukto digitālo modeļu (šablonu) ieviešana.
“Digitālā maskēšanās” apraksta mikromodeli (mikromodeli), ko veido vairāki nelieli dažādu krāsu taisnstūrveida pikseļi (ideālā gadījumā līdz sešiem, bet parasti izmaksu dēļ ne vairāk kā četri). Šie mikro raksti var būt sešstūraini vai apaļi vai četrstūraini, un tie tiek reproducēti dažādās secībās pa visu virsmu, vai tas būtu audums, plastmasa vai metāls. Dažādas rakstainas virsmas ir līdzīgas digitālajiem punktiem, kas veido pilnīgu digitālās fotogrāfijas attēlu, taču tās ir sakārtotas tā, lai aizmiglotu objekta kontūru un formu.
Jūras kājnieki MARPAT kaujas formas tērpos mežiem
Teorētiski šī ir daudz efektīvāka maskēšanās nekā standarta maskēšanās, kuras pamatā ir lieli plankumi, jo tā atdarina dabiskajā vidē sastopamās raibās struktūras un raupjās robežas. Tas ir balstīts uz to, kā cilvēka acs un līdz ar to arī smadzenes mijiedarbojas ar pikselētiem attēliem. Digitālā maskēšanās spēj labāk sajaukt vai maldināt smadzenes, kuras nepamana modeli, vai likt smadzenēm saskatīt tikai noteiktu modeļa daļu, lai karavīra faktiskā kontūra nebūtu saskatāma. Tomēr reālam darbam pikseļi jāaprēķina pēc ļoti sarežģītu fraktāļu vienādojumiem, kas ļauj iegūt neatkārtotus modeļus. Šādu vienādojumu formulēšana nav viegls uzdevums, un tāpēc digitālos maskēšanās modeļus vienmēr aizsargā patenti. Digitālā maskēšanās, ko pirmo reizi ieviesa Kanādas spēki kā CADPAT un ASV jūras kājnieku korpuss kā MARPAT, kopš tā laika ir vētraini ieņēmusi tirgu, un to ir pieņēmušas daudzas armijas visā pasaulē. Interesanti atzīmēt, ka ne CADPAT, ne MARPAT nav pieejami eksportam, neskatoties uz to, ka ASV nav problēmu pārdot sarežģītas ieroču sistēmas.
Parasto un digitālo kaujas transportlīdzekļu maskēšanās modeļu salīdzinājums
Kanādas CAPDAT veidne (meža versija), MARPAT veidne jūras korpusam (tuksneša versija) un jaunā Singapūras veidne
Advanced American Enterprise (AAE) paziņoja par uzlabojumiem tās aktīvajā / adaptīvajā maskējamajā segā (attēlā). Ierīce ar nosaukumu Stealth Technology System (STS) ir pieejama redzamā un NIR formātā. Bet šis paziņojums tomēr rada ievērojamu skepsi.
Šobrīd pastāv cita pieeja … Renseljē un Rīsas universitātes pētnieki ir ieguvuši tumšāko materiālu, kādu jebkad radījis cilvēks. Materiāls ir plāns pārklājums ar izlādētiem blokiem ar brīvi izlīdzinātām oglekļa nanocaurulēm; tā kopējais atstarošanas koeficients ir 0, 045%, tas ir, tas absorbē 99, 955% krītošās gaismas. Tādējādi materiāls ir ļoti tuvu tā sauktajam "super melnajam" objektam, kas var būt praktiski neredzams. Fotoattēls ir redzams kā jauns materiāls ar 0,045% atstarojumu (centrā), ievērojami tumšāks par 1,4% NIST atstarošanas standartu (pa kreisi) un stiklveida oglekļa gabalu (labajā pusē)
Izeja
Aktīvās maskēšanās sistēmas kājniekiem varētu ļoti palīdzēt slēptās operācijās, īpaši ņemot vērā, ka militārās operācijas pilsētas telpā kļūst arvien izplatītākas. Tradicionālās maskēšanās sistēmas saglabā to pašu krāsu un formu, tomēr pilsētas telpā optimālas krāsas un raksti var pastāvīgi mainīties katru minūti.
Tikai vienas iespējamās aktīvās maskēšanās sistēmas meklēšana nešķiet pietiekami piemērota, lai veiktu nepieciešamo un dārgo displeja tehnoloģijas, skaitļošanas jaudas un akumulatora enerģijas izstrādi. Tomēr, ņemot vērā to, ka tas viss būs vajadzīgs citās lietojumprogrammās, ir diezgan paredzami, ka nozare nākotnē var izstrādāt tehnoloģijas, kuras nākotnē būs viegli pielāgojamas aktīvām maskēšanās sistēmām.
Tikmēr var izstrādāt vienkāršākas sistēmas, kas nerada nevainojamu neredzamību. Piemēram, sistēma, kas aktīvi atjaunina aptuveno krāsu, būs noderīgāka par esošajām maskēšanās sistēmām neatkarīgi no tā, vai tiek parādīts ideālais attēls. Turklāt, ņemot vērā, ka aktīvā maskēšanās sistēma var būt vispamatotākā, ja novērotāja stāvoklis ir precīzi zināms, var pieņemt, ka agrākajos risinājumos maskēšanai varētu izmantot vienu stacionāru kameru vai detektoru. Tomēr pašlaik ir pieejams liels skaits sensoru un detektoru, kas nedarbojas redzamajā spektrā. Piemēram, termiskais mikrobolometrs vai jutīgs sensors var viegli identificēt objektu, kas maskēts ar vizuāli aktīvu maskēšanos.
