Noční vidění - historie a měření jeho výkonnosti
Věděli jste, že první noční vidění slaví už 90 let? Přesto je fakticky světovou špičkou teprve jeho třetí generace. V Evropě přitom můžete koupit generaci pouze druhou, označenou však za třetí, neboť záleží na tom, jaké parametry jsou měřeny a také kým… Ale to předbíháme. Pojďme se v následujícím textu ponořit do fascinující historie a především technické stránky zařízení, které v boji poskytuje tak zásadní výhodu…
Klíčová výhoda, ba nezbytnost válečného vybavení (nejpozději od války ve Vietnamu)
Noční vidění vyvinul pro britskou protiletadlovou obranu jistý maďarský fyzik už v roce 1929. Od poloviny třicátých let se vývojem zabývala rovněž německá firma AEG, v roce 1943 se podařilo první přístroje namontovat na věže tanků Panther (asi 50 kusů). O rok dříve otestovali svůj přístroj PAU-2 také Sověti.
Po vlastní linii šel vývoj v USA, které menší počty přístrojů použily už ve 2. světové válce a posléze jimi vybavily odstřelovače v Koreji – odtud název „Sniperscope“. Potud se bavíme o tzv. Generaci 0, která pasivně zobrazovala infračervené světlo.
Generace 1 (GEN I), patentovaná US Army, se objevila během války ve Vietnamu a již aktivně, asi 1000krát, zintenzivňovala zbytkové světlo. Nutný byl tedy minimálně svit měsíce, aby bylo co umocnit. Generace 2 (GEN II) byla už co platná i v bezměsíčných nocích, protože světlo zesilovala 20 000krát.
V kombinaci s lepší optikou, vyšším rozlišením, potlačením šumu a v neposlední řadě chemicky odlišným složením fotokatody a vyšší životností vznikla zařízení označovaná jako GEN II+, posléze Generace 3 (GEN III). Zbytkové světlo zintenzivňuje 30 000 až 50 000krát.
Foto: AN/PVS 14
Do této kategorie patří dnes známé modely AN/NVS-7, AN/PVS-10, AN/PVS-14 a další. Konkrétně AN/PVS-14 a AN/PVS-15 používá naše 601. skupina speciálních sil.
Abychom si udělali představu o rozdílu mezi GEN I a GEN III, podívejme se na toto video (GEN III v něm zastupuje zmíněné AN/PVS-14):
Dva způsoby vidění, když lidské oko nestačí
Ne každý správně rozlišuje noční vidění ve smyslu noktovizoru od termokamery, přitom rozdíly jsou dost zásadní. Termokamera (též termovize) zachycuje tepelné vyzařování objektů. Nebo ještě přesněji: bezdotykově měří jejich teplotu, což následně převádí do obrazu (termogramu), na němž obvykle vidíte paletu barev třeba od chladné modré a zelené po teplou oranžovou, červenou až fialovou (nastavení barevnosti zobrazovací škály lze u moderních přístrojů měnit).
Konstrukce termokamer je podobná běžným digitálním kamerám, ale čočka obsahuje chemický prvek germánium. Z dopadajícího světelného záření propouští jen vybrané, které mění na digitální signál, jenž je „přepočítán“ pro zobrazení na uživatelském displeji (obrazovce). Princip je podobný, jako když normální kamera zobrazuje nám lidem viditelné světlo (mnozí z nás se už jistě setkali se simulacemi vidění např. psů nebo hmyzu – kdyby si psi uměli sestrojit kamery, ukazovaly by jinou barevnou škálu).
Výhodou termokamer je, že teplejší objekty vidíte třeba přes mlhu, ale naopak neuvidíte nápis na zdi nebo člověka za oknem či plastovým policejním štítem, protože nápis, okno i štít mají patrně stejnou teplotu jako jejich okolí. Stejně tak neodhalíte již vychladlou mrtvolu. Vojáci se při kurzech přežití přímo učí schoulit se před pátracím vrtulníkem vybaveným termokamerou do pozice ležící srnky – objekt je vidět jako barevná skvrna, ale nerozeznáte jeho obrysy a detaily.
Oproti tomu noční vidění (též noktovizor) v prvé řadě zesiluje zbytkové světlo. Jak už bylo zmíněno výše, starší přístroje fungovaly jen za jasného svitu měsíce, zařízení nových generací se uplatní i za velké tmy (nikoli však absolutní, jako je třeba v tunelu, pokud prostor není přisvícen infračerveným – okem neviditelným – světlem, což dnešní přístroje umí). Jak si vysvětlíme dále, noktovizory pracují také s tepelným zářením, speciálně infračerveným, ale jinak než termokamery.
Foto: Voják AČR s noktovizorem | autor: Daniel Hlaváč
Konkrétně zachycují částice světla – fotony, které dopadají na katodu, jež vystřeluje elektrony. Ty se následně znásobí (z jednoho fotonu spousta elektronů), dopadnou na fosforové stínítko, to je opět změní na světlo, ale již zesílené tak, abychom jej viděli okem v okuláru. Právě fosfor způsobuje typické zelené zabarvení obrazu (to lze dnes pomocí filtru změnit na černobílé).
S nasazeným noktovizorem obhlížíme svět okolo nikoli přes zprostředkující obdélníkový monitor, ale přímo přes kruhové okuláry – jako u dalekohledu (což s sebou nese ztrátu periferního vidění). A vidíme téměř to, co normálně, ovšem jakoby přes zelenou fólii. Rozeznáme tedy nápisy, obrysy, postavy za okny, nikoli však třeba v mlze.
Kvalita zesílení a usměrnění je určena elektrooptickým měničem a samotnou optikou přístroje, a právě to určuje, zda jde o přístroj první, druhé nebo třetí generace (viz již výše uvedené rozdíly násobků zesílení). Jak si ukážeme dále, rozlišení generací bohužel není celosvětově jednotné, ačkoli kritéria lze přesně stanovit a určit.
Pro lepší pochopení nočního vidění si můžeme pustit krátké vysvětlující video:
Noční vidění nezvládne vyrábět ani testovat každý
Protože světovým lídrem ve vývoji nočního vidění jsou USA, požadavky na zařazení do generací nočního vidění určuje U.S. Army Night Vision and Electronic Sensors Directorate (NVESD), která má k dispozici laboratoře schopné objektivně měřit výkon přístrojů. Přestože se nyní daří dosahovat značného rozvoje v komponentech označovaných jako GEN-III OMNI-VI-VII, někdy označovaných jako generace 3+ nebo i generace 4, nevydal tento orgán ještě souhlas s použitím názvu Generace 4 (GEN IV).
Tato přísnost renomovaného armádního úřadu ale končí na amerických březích. Laboratoře v Evropě používají jiný způsob měření výkonu zesilovače zbytkového světla. Ten se udává v jednotkách FOM a je obecně známo, že Evropanům pak u testovaných přístrojů vychází cca 1,3krát vyšší. Tedy vyšší jen formálně, nikoli fakticky.
Stejný problém se samozřejmě týká i trhu asijského. Moderní noční vidění podle amerických vojenských standardů vyrábí na světě asi jen čtyři firmy – americké, izraelské a pravděpodobně i ruské. Bohužel se noktovizory staly v posledních letech hitem i pro myslivce a všelijaké nadšence, takže při procházení nabídek přes Google na vás záhy vyskočí třeba i tchajwanský výrobek označený poněkud neurčitě jako Gen2+/Gen3, o „China Gen 3 night vision“ nemluvě…
Pokud jde o noktovizory u nás, vybavení Armády České republiky bohužel není žádnou slávou. Tak jako v mnoha jiných ohledech se i tato výstroj stala obětí jak letitého šetření, tak ještě více určité nepružnosti a zastaralosti obranných složek. GEN III, přístroji AN/PVS-14 a vyššími, sice disponuje elitní útvar 601. skupiny speciálních sil, avšak pro ostatní jednotky české armády byly v poslední době dodány (a zřejmě budou dodávány nadále) přístroje nočního vidění MUM-14, tj. z GEN II, od českého dodavatele Pramacom HT. Jejich cena je přitom podle veřejně dostupných informací identická s cenou amerických přístrojů 3. generace.
Foto: MUM-14, Pramacom HT
Ve výběrovém řízení ale modernější a lepší zařízení nezvítězila, neboť Armáda ČR trvala více na nižší hmotnosti pořizovaných přístrojů (o cca 35 g) než na kvalitě nočního vidění jako takové (reprezentované v tomto případě kvalitou elektrooptického zesilovače obrazu jasu). To by ovšem asi vydalo na jiný článek. Ve srovnání s ostatními armádami NATO tak máme v Česku opět svou národní specialitu, kterou zkrátka jinde nevymyslí…
Komentáře