Khoảng cách quan sát của thiết bị nhìn đêm kỹ thuật số không có giá trị cố định*, và nó bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố.
Sau đây là các yếu tố chính và phạm vi chung ảnh hưởng đến khoảng cách quan sát của thiết bị nhìn đêm kỹ thuật số:
1. Các yếu tố giới hạn cốt lõi:
Độ nhạy và kích thước cảm biến: đây là yếu tố quan trọng nhất. Thiết bị nhìn đêm kỹ thuật số sử dụng cảm biến hình ảnh CMOS hoặc CCD (tương tự như máy ảnh kỹ thuật số hoặc camera điện thoại di động) để thu ánh sáng yếu hoặc ánh sáng hồng ngoại. Khả năng nhạy sáng của cảm biến (đặc biệt là đối với ánh sáng cận hồng ngoại), kích thước điểm ảnh, kích thước (ví dụ: 1/2 inch, 1/3 inch) và mức độ kiểm soát nhiễu trực tiếp quyết định chất lượng hình ảnh và khoảng cách hiệu quả trong điều kiện ánh sáng cực yếu. Các cảm biến cao cấp (chẳng hạn như dòng Starvis của Sony) có hiệu suất tốt hơn.
Công suất và hiệu quả của ánh sáng bổ sung hồng ngoại: Trong môi trường hoàn toàn tối, các thiết bị nhìn đêm kỹ thuật số phụ thuộc nhiều vào ánh sáng bổ sung hồng ngoại chủ động (IR Illuminator) tích hợp hoặc bên ngoài. Công suất của ánh sáng bổ sung, góc chùm (chùm rộng tầm gần, chùm hẹp tầm xa), bước sóng (thường là 850nm hoặc 940nm, 850nm sáng hơn nhưng có thể nhìn thấy màu đỏ) và thiết kế quang học trực tiếp quyết định khoảng cách "chiếu sáng" của nó trong bóng tối. Đây là yếu tố quyết định chính về việc thiết bị nhìn đêm kỹ thuật số có thể nhìn xa đến đâu trong môi trường khe hở.
Thuật toán xử lý hình ảnh: Các công nghệ xử lý hình ảnh kỹ thuật số mạnh mẽ (chẳng hạn như giảm nhiễu, làm sắc nét, tăng cường độ tương phản, tối ưu hóa dải động) có thể cải thiện đáng kể khả năng sử dụng của hình ảnh trong điều kiện ánh sáng yếu, gián tiếp ảnh hưởng đến khoảng cách nhận dạng.
Chất lượng ống kính và tiêu cự: Ống kính chất lượng cao (độ truyền sáng, độ phân giải, lớp phủ) và tiêu cự phù hợp (tiêu cự cố định hoặc thu phóng) rất quan trọng đối với độ rõ nét của hình ảnh và khả năng quan sát tầm xa. Ống kính tele giúp quan sát các mục tiêu xa hơn, nhưng nó sẽ làm giảm trường nhìn.
2. Điều kiện nguồn sáng môi trường:
Ánh sao: Không có ánh trăng, chỉ có ánh sao. Lúc này, khoảng cách quan sát của tất cả các thiết bị nhìn đêm sẽ bị rút ngắn đáng kể và ưu điểm của thế hệ cao hơn càng rõ rệt.
Ánh trăng: Ánh trăng có thể làm tăng đáng kể khoảng cách hiệu quả. Khoảng cách quan sát dưới trăng tròn lớn hơn nhiều so với dưới trăng non.
Ô nhiễm ánh sáng thành phố/bộ nạp IR: Ô nhiễm ánh sáng từ các thành phố hoặc việc sử dụng bộ nạp hồng ngoại chủ động có thể kéo dài đáng kể khoảng cách quan sát hiệu quả, đặc biệt là trên các thiết bị thế hệ thấp. Ánh sáng bổ sung hồng ngoại có thể chiếu sáng mục tiêu, cho phép thiết bị nhìn đêm thế hệ thứ nhất nhìn rõ hàng chục mét hoặc thậm chí xa hơn trong bóng tối, nhưng nhược điểm là bản thân chùm tia có thể làm lộ vị trí của người dùng (sử dụng thận trọng trong quân sự).
3. Đặc điểm mục tiêu:
Kích thước: Khoảng cách cần thiết để nhìn rõ một người ngắn hơn nhiều so với khoảng cách cần thiết để nhìn rõ một chiếc xe tải.
Độ tương phản: Độ tương phản giữa mục tiêu và nền là rất quan trọng. Các vật thể tối khó nhìn thấy trên nền tối, trong khi các vật thể sáng dễ nhìn thấy trên nền tối.
Đường viền: Một đường viền rõ ràng (chẳng hạn như hình người hoặc đường viền xe) dễ nhận dạng hơn một khối mờ.
Cho dù nó di chuyển: Một mục tiêu di chuyển thường dễ phát hiện hơn một mục tiêu đứng yên.
Yêu cầu chi tiết: Khoảng cách để phân biệt "phát hiện" (tìm thấy thứ gì đó ở đó), "nhận dạng" (nhận ra rằng đó là một người) và "xác định" (nhìn thấy đó là ai hoặc kiểu cụ thể) là khác nhau và khoảng cách phát hiện thường được sử dụng.
Khoảng cách quan sát của thiết bị nhìn đêm kỹ thuật số không có giá trị cố định*, và nó bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố.
Sau đây là các yếu tố chính và phạm vi chung ảnh hưởng đến khoảng cách quan sát của thiết bị nhìn đêm kỹ thuật số:
1. Các yếu tố giới hạn cốt lõi:
Độ nhạy và kích thước cảm biến: đây là yếu tố quan trọng nhất. Thiết bị nhìn đêm kỹ thuật số sử dụng cảm biến hình ảnh CMOS hoặc CCD (tương tự như máy ảnh kỹ thuật số hoặc camera điện thoại di động) để thu ánh sáng yếu hoặc ánh sáng hồng ngoại. Khả năng nhạy sáng của cảm biến (đặc biệt là đối với ánh sáng cận hồng ngoại), kích thước điểm ảnh, kích thước (ví dụ: 1/2 inch, 1/3 inch) và mức độ kiểm soát nhiễu trực tiếp quyết định chất lượng hình ảnh và khoảng cách hiệu quả trong điều kiện ánh sáng cực yếu. Các cảm biến cao cấp (chẳng hạn như dòng Starvis của Sony) có hiệu suất tốt hơn.
Công suất và hiệu quả của ánh sáng bổ sung hồng ngoại: Trong môi trường hoàn toàn tối, các thiết bị nhìn đêm kỹ thuật số phụ thuộc nhiều vào ánh sáng bổ sung hồng ngoại chủ động (IR Illuminator) tích hợp hoặc bên ngoài. Công suất của ánh sáng bổ sung, góc chùm (chùm rộng tầm gần, chùm hẹp tầm xa), bước sóng (thường là 850nm hoặc 940nm, 850nm sáng hơn nhưng có thể nhìn thấy màu đỏ) và thiết kế quang học trực tiếp quyết định khoảng cách "chiếu sáng" của nó trong bóng tối. Đây là yếu tố quyết định chính về việc thiết bị nhìn đêm kỹ thuật số có thể nhìn xa đến đâu trong môi trường khe hở.
Thuật toán xử lý hình ảnh: Các công nghệ xử lý hình ảnh kỹ thuật số mạnh mẽ (chẳng hạn như giảm nhiễu, làm sắc nét, tăng cường độ tương phản, tối ưu hóa dải động) có thể cải thiện đáng kể khả năng sử dụng của hình ảnh trong điều kiện ánh sáng yếu, gián tiếp ảnh hưởng đến khoảng cách nhận dạng.
Chất lượng ống kính và tiêu cự: Ống kính chất lượng cao (độ truyền sáng, độ phân giải, lớp phủ) và tiêu cự phù hợp (tiêu cự cố định hoặc thu phóng) rất quan trọng đối với độ rõ nét của hình ảnh và khả năng quan sát tầm xa. Ống kính tele giúp quan sát các mục tiêu xa hơn, nhưng nó sẽ làm giảm trường nhìn.
2. Điều kiện nguồn sáng môi trường:
Ánh sao: Không có ánh trăng, chỉ có ánh sao. Lúc này, khoảng cách quan sát của tất cả các thiết bị nhìn đêm sẽ bị rút ngắn đáng kể và ưu điểm của thế hệ cao hơn càng rõ rệt.
Ánh trăng: Ánh trăng có thể làm tăng đáng kể khoảng cách hiệu quả. Khoảng cách quan sát dưới trăng tròn lớn hơn nhiều so với dưới trăng non.
Ô nhiễm ánh sáng thành phố/bộ nạp IR: Ô nhiễm ánh sáng từ các thành phố hoặc việc sử dụng bộ nạp hồng ngoại chủ động có thể kéo dài đáng kể khoảng cách quan sát hiệu quả, đặc biệt là trên các thiết bị thế hệ thấp. Ánh sáng bổ sung hồng ngoại có thể chiếu sáng mục tiêu, cho phép thiết bị nhìn đêm thế hệ thứ nhất nhìn rõ hàng chục mét hoặc thậm chí xa hơn trong bóng tối, nhưng nhược điểm là bản thân chùm tia có thể làm lộ vị trí của người dùng (sử dụng thận trọng trong quân sự).
3. Đặc điểm mục tiêu:
Kích thước: Khoảng cách cần thiết để nhìn rõ một người ngắn hơn nhiều so với khoảng cách cần thiết để nhìn rõ một chiếc xe tải.
Độ tương phản: Độ tương phản giữa mục tiêu và nền là rất quan trọng. Các vật thể tối khó nhìn thấy trên nền tối, trong khi các vật thể sáng dễ nhìn thấy trên nền tối.
Đường viền: Một đường viền rõ ràng (chẳng hạn như hình người hoặc đường viền xe) dễ nhận dạng hơn một khối mờ.
Cho dù nó di chuyển: Một mục tiêu di chuyển thường dễ phát hiện hơn một mục tiêu đứng yên.
Yêu cầu chi tiết: Khoảng cách để phân biệt "phát hiện" (tìm thấy thứ gì đó ở đó), "nhận dạng" (nhận ra rằng đó là một người) và "xác định" (nhìn thấy đó là ai hoặc kiểu cụ thể) là khác nhau và khoảng cách phát hiện thường được sử dụng.
