Технологія нічного бачення за останні 80 років зазнала кілька хвиль науково-технічного прогресу. Сьогодні ринок приладів нічного бачення (далі – ПНБ) пропонує пристрої, що працюють на тому самому принципі, який використовувався американськими військовими у 60-і роки ХХ століття.
Слід зазначити, що в більшості ПНБ для відображення картинки за замовчуванням використовується зелений фон. І це зроблено не задля розваги розробників, а з цілком практичних міркувань. Річ у тім, що фізіологія людського ока дозволяє вловлювати найбільшу кількість відтінків саме в зеленому кольорі.
Єдине, що змінилося з того часу – цифрова трансформація технології: на зміну аналоговим ПНБ прийшли цифрові. Як наслідок, протягом згаданого періоду виникло декілька поколінь приладів нічного бачення. Ці покоління в країнах НАТО класифікуються як Gen1, Gen 2, Gen 3 і Gen 4.
Що таке Gen 1, Gen 2, Gen 3 і Gen 4?
Спеціалізовані видання відповідають на це питання застосовуючи занудну технічну інформацію, тривалий час розповідаючи про роботу електронно-оптичних перетворювачів (далі ЕОП). Відомості про іонні бар’єри, мікроканальні пластини, арсенід галію і фотокатод навряд чи стануть в нагоді військовослужбовцю, що використовує ПНБ. Для пересічного споживача достатньо знати, що в приладі нічного бачення головний елемент – це ЕОП.
Термін ЕОП в англомовній літературі можна зустріти як Optical Magnification, а у французькій – Image Intensifier. Саме модифікація ЕОП значною мірою впливає на якість зображення. Виходячи з вибору того чи іншого покоління ЕОП кардинально змінюється ціна за увесь ПНБ. Так, абревіатура Gen2 + розшифровується таким чином: Gen – покоління (Generation), цифра “2” – порядковий номер модифікації, а значок “+” говорить про наявність проміжної або, точніше сказати, вдосконаленої версії цього покоління.
Різниця між поколіннями приладів нічного бачення
Втім, не варто впадати у відчай. Щоб наочно переконатися в чому полягає різниця між кількома поколіннями ПНБ достатньо просто поглянути на наведений нижче малюнок.
Gen 1
Gen 1 це покоління аналогових приладів нічного бачення. Вперше такі ПНБ застосовувались армією США під час війни у В’єтнамі. ЕОП першого покоління здатний підсилювати зображення у 1000 разів. Недоліком цієї технології є тьмяне зображення з низькою роздільною здатністю, так званий ефект “риб’яче око”. Не варто забувати і про короткий термін служби – близько 1500 годин.
Крім цього, Gen 1 неможливо використовувати в “пасивному” режимі (без вбудованого інфрачервоного підсвічування). ІЧ-підсвічування цілком демаскує користувача перед противником. У ПНБ першого покоління менший кут огляду через наявність спотворень, що з’являються в разі надмірного освітлення.
Відносно недавно з’явилися ПНБ Gen 1+. Це все той самий аналоговий прилад, але у перетворювачі вирішена проблема спотворення країв. Іноді такий прилад можна зустріти в інтернеті з додаванням абревіатури CORE (Ceramic Optical Ruggedized Engine).
За кордоном, як правило, вдосконалені прилади нічного бачення першого покоління купують для гри в страйкбол. У США ціна варіюється від $100 до $700. Дистанція для роботи в межах 50-60 ярдів (45-55 метрів). Розробники домоглися більш чіткого зображення, зменшивши ефект “риб’яче око”. Проте, не дивлячись на всі нововведення, технологія Gen 1+ не змогла подолати поріг посилення зображення у 1000 разів.
Gen 2
Появі ПНБ другого покоління передував якісний науковий стрибок у створенні компонентів вакуумної електроніки. Ключовим елементом в електронно-оптичному перетворювачі Gen 2 є мікроканальна пластина, яка посилює яскравість зображення. Термін служби приладу близько 2,5 – 5 тисяч годин, а робоча дистанція до 200 ярдів (183 метра). Тим часом, компанії, що виробляють Gen 2 поділяють ПНБ другого покоління на чотири додаткові підкатегорії:
- стандартний Gen 2 або SD. Значно покращує зображення в порівнянні з Gen 1. Посилення приблизно у 20 тисяч разів. Роздільна здатність у 40-50 lp/mm (де lp/mm – показник роздільної здатності в парах ліній на один міліметр);
- CGT Improved Definition – покращена роздільна здатність – у 45-54 lp/mm і співвідношення сигнал/шум 15/22;
- HPT High Definition (висока роздільна здатність). Завдяки впровадженим удосконаленням прилади нічного бачення мають роздільну здатність від 55 до 72 lp/mm і співвідношення сигнал/шум 16/24;
- WPT, QS or Ghost. На відміну від вище згаданих поколінь, в цих пристроях використовується ЕОП, який містить світлочутливий матеріал, що дає сріблясте зображення замість зеленого. Роздільна здатність близько 60-74 lp/mm, а співвідношення сигнал/шум перебуває в діапазоні 18/26.
Gen 3
В третьому поколінні використовується фотокатод на основі арсенід галію, що надало змогу збільшити чутливість ПНБ на порядок. Робоча дистанція – 300 ярдів (275 метрів), а посилення зображення від 30000 до 50000 разів. Термін служби 10 тисяч годин. Покоління Gen 3 – це “золотий” стандарт, що використовується військовослужбовцями країн НАТО. Gen 3 також поділяють на кілька підкатегорій:
- Стандартний Gen 3 (Gen 3 Bravo). Роздільна здатність близько 64 lp/mm;
- Gen 3 Alpha (Gen 3A). Роздільна здатність 64-72 lp/mm. Електронно-оптичні перетворювачі виготовляються за тією ж технологією, що і стандартні ЕОП третього покоління. Однак ЕОП для Gen 3A проходять додатковий процес тестування, за результатами якого відбираються перетворювачі з найкращими параметрами і найменшим рівнем шуму на зображенні;
- Gen 3 Pinnacle. Прилади нічного бачення оснащені додатковим автоматичним блоком живлення. Використання запатентованих ЕОП Pinnacle дозволяє працювати в умовах, забруднених джерелами світла, такими як вуличні ліхтарі у місті, світло фар, яскраві спалахи тощо. Блок Pinnacle зменшує засвічення і забезпечує рівномірне чітке зображення. Роздільна здатність 64-72 lp/mm, а співвідношення сигнал/шум – 25/30.
Gen 4
Насправді не існує ПНБ, що відповідають класифікації Gen 4. Термін четверте покоління ПНБ – це не більше, ніж маркетинговий хід. Дійсно, спочатку оновлені електронно-оптичні перетворювачі називали четвертим поколінням. Втім, фахівці з системи військового контролю якості озброєння в США відмовились від визначення нових ЕОП як Gen 4.
Виявилося, що йдеться про перетворювачі третього покоління, що отримали поліпшені характеристики за рахунок видалення іонно-бар’єрної плівки. До того ж, на тлі збільшення чутливості значно знизився термін служби ЕОП – до однієї тисячі годин. Цю технологію називають як Filmless Gen 3 або безплівочна. Хоча деякі виробники в рекламних цілях продовжують використовувати термін Gen 4.
Для тих, хто бажає детально заглибитись в згадане питання, пропонуємо ознайомитися з довідником “Технології нічного бачення” (в оригіналі – Night Vision Technologies Handbook). Довідкове видання опубліковано під редакцією Міністерства оборони США в жовтні 2013 року і знаходиться у відкритому доступі в інтернеті. А про історію виникнення нульового покоління ПНБ можна прочитати тут.