簡(jiǎn)析夜視技術(shù)在作戰(zhàn)中的作用

摘要：夜視技術(shù)是指在夜暗條件下，使用光電探測(cè)、信號(hào)放大和成像等技術(shù)，將人眼不能直接觀察到的目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎^察到的影像的技術(shù)。該技術(shù)用于增強(qiáng)觀察者的視覺(jué)能力，以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的觀察和識(shí)別。它能使人在夜間獲得行動(dòng)自由，使武器以及指揮、控制系統(tǒng)在夜間也能有效地發(fā)揮其功能。夜視器材已成為軍隊(duì)夜間偵察、瞄準(zhǔn)、車輛駕駛、飛機(jī)和艦艇導(dǎo)航等不可缺少的裝備。

關(guān)鍵詞：夜視技術(shù) 視覺(jué)能力 夜視器材

一、夜暗對(duì)視覺(jué)的影響

人眼之所以能在晝間看清周圍的景物，是因?yàn)榫拔锓瓷浠蜃陨磔椛涞目梢?jiàn)光（波長(zhǎng)范圍為0.39～0.76微米）作用于人眼視網(wǎng)膜激起了視覺(jué)。

在夜暗環(huán)境中，人眼看不見(jiàn)或看不清視野內(nèi)目標(biāo)的主要原因：一是目標(biāo)的體積太小或距離太遠(yuǎn)，使其對(duì)觀察者的視角太小。人眼能分辨的最小視角，晝間為60″，到了夜晚，下降大約25倍（人的夜間視覺(jué)是以降低空間分辨率為代價(jià)，使之對(duì)弱光的感受能力獲得提高）。當(dāng)目標(biāo)對(duì)人眼的視角低于人眼空間分辨能力的最小極限時(shí)，人眼就看不見(jiàn)或者看不清目標(biāo)了；二是目標(biāo)發(fā)射或經(jīng)目標(biāo)表面反射光的能量太弱，低于人的視覺(jué)神經(jīng)的最小敏感極限，從而引不起視覺(jué)。雖然，人眼具有一定的對(duì)夜暗的適應(yīng)能力，在夜暗環(huán)境中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的適應(yīng)，便能感受微弱的入射光。隨著光照的減弱，瞳孔也隨之?dāng)U大（夜暗中可達(dá)8毫米），從而允許有更多的光線進(jìn)入人眼，以增大感受能力。但是，當(dāng)入射光的照度低于人眼敏感極限（相當(dāng)于30公里處強(qiáng)度為1燭光的光源所發(fā)生的光）時(shí)，因不能激起視網(wǎng)膜產(chǎn)生視覺(jué)感應(yīng)，從而使人眼看不見(jiàn)或者看不清目標(biāo)。三是目標(biāo)與背景之間亮度對(duì)比度太小，使人難以從背景中區(qū)分出目標(biāo)的輪廓。四是目標(biāo)發(fā)射或經(jīng)目標(biāo)表面反射的光能主要分布在非可見(jiàn)光波段。

二、目標(biāo)的夜間光學(xué)特征

隱蔽性是軍事目標(biāo)的共同屬性之一。人們采取偽裝規(guī)避等多種措施，竭力降低敵方了解己方目標(biāo)的可能性和準(zhǔn)確度。

夜晚，月光是經(jīng)月球表面反射的陽(yáng)光。在無(wú)月夜，則存在夜天微光——星光和大氣輝光等。此外，海洋生物發(fā)出的熒光，使海上夜天光比陸地更強(qiáng)。夜天光引起的照度可達(dá)700×10-6勒克斯。夜間自然光的組成見(jiàn)表6-1示。由于軍事目標(biāo)占據(jù)一定的時(shí)空，并同自然界交換能量，在夜間自然光的照射下，其輪廓、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等與周圍環(huán)境的不同，仍有可能被可見(jiàn)光觀察儀器所發(fā)現(xiàn)，因此，目標(biāo)在任何夜間不可能處于絕對(duì)的隱匿狀態(tài)。

另外，軍事目標(biāo)不可避免地要以電磁輻射、機(jī)械振動(dòng)、擾亂植被以及揚(yáng)塵、排氣等方式向外界散發(fā)能量。其電磁輻射能量分布于很寬的頻帶之中。其中，紅外線的比例最大。遠(yuǎn)距離監(jiān)視軍事目標(biāo)的常用方法，是用相關(guān)的儀器探測(cè)目標(biāo)和背景的反射的可見(jiàn)光和發(fā)射的紅外線。

表6-1 夜間自然光的組成

三、實(shí)現(xiàn)夜視的途徑

由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代的夜視技術(shù)不僅可以把月光、星光和大氣輝光等微光增強(qiáng)、轉(zhuǎn)換到人眼可觀察的影像。而且還可將人眼不能直接感受的紅外線轉(zhuǎn)換為人眼可視影像，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的觀察和識(shí)別。

現(xiàn)代夜視技術(shù)及器材，主要采用以下六個(gè)方法和技術(shù)實(shí)現(xiàn)在夜暗條件下對(duì)目標(biāo)的觀察和識(shí)別：

（一）集光

采用高透過(guò)率、大入瞳、大相對(duì)孔徑的光學(xué)成像系統(tǒng)，最大限度地接收目標(biāo)反射與輻射的光能量，為隨后的光電轉(zhuǎn)換等過(guò)程提供盡可能強(qiáng)的原始信號(hào)。

（二）擴(kuò)角

用物鏡、目鏡、顯示屏將景物圖像放大（實(shí)為擴(kuò)大景物對(duì)人眼所張的視角），以滿足人眼能分辨的最小視角的要求。用放大倍率為10的儀器進(jìn)行觀察時(shí)，在視網(wǎng)膜上所成的物像，要比人眼直接觀察時(shí)增大10倍，使人仿佛感到與景物的距離縮小了10倍，從而更容易分辨細(xì)節(jié)。比如望遠(yuǎn)鏡就是通過(guò)將目標(biāo)“拉近”以擴(kuò)大目標(biāo)對(duì)人眼的視角，達(dá)到看清遠(yuǎn)距離目標(biāo)的目的。

（三）轉(zhuǎn)換

由于在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中，電信號(hào)放大比光信號(hào)放大更容易實(shí)現(xiàn)，而且利用能產(chǎn)生光電效應(yīng)的特殊材料進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換技術(shù)日趨成熟，因此將微弱的可見(jiàn)光或紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大后送至熒光屏或發(fā)光二極管點(diǎn)陣，轉(zhuǎn)換成可視圖，供人眼觀察。

（四）增幅

利用像增強(qiáng)器將微弱的光學(xué)圖像的亮度增強(qiáng)5萬(wàn)倍以上，使輸出的光學(xué)圖像的亮度達(dá)到能適應(yīng)人眼觀察的水平（熱成像儀中利用電子放大器將電信號(hào)增強(qiáng)）。

（五）圖像處理

利用電子濾波器或計(jì)算機(jī)處理圖像信息。例如用對(duì)比度增強(qiáng)、偽彩色增強(qiáng)等技術(shù)使目標(biāo)輪廓突出、醒目，用模式識(shí)別技術(shù)識(shí)別有軍事意義的目標(biāo)，揭露偽裝、排除干擾等。

（六）輔助照明

在目標(biāo)沒(méi)有自我暴露的情況下，用輔助光源照射目標(biāo)，提高目標(biāo)的照度，增強(qiáng)原始信號(hào)，以增大夜視儀的視距。例如用脈沖激光照明景物，并使夜視儀瞬時(shí)選通，可在塵霧條件下提高夜視圖像的信噪比。

人們利用夜間微光和目標(biāo)發(fā)射紅外線這兩個(gè)自然條件，創(chuàng)造和發(fā)展了微光夜視技術(shù)和紅外夜視技術(shù)。概括起來(lái)，夜視技術(shù)的共同點(diǎn)是：先把來(lái)自目標(biāo)的微弱的可見(jiàn)光或紅外線信號(hào)用光電器件轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大處理，然后用熒光屏顯示出來(lái)供人眼觀察，或送至光電裝置（或計(jì)算機(jī)）作進(jìn)一步處理，顯示出經(jīng)過(guò)增強(qiáng)處理后的目標(biāo)圖像。這種“光→電→光”的轉(zhuǎn)換是夜視器材實(shí)現(xiàn)夜視的基本途徑。

參考文獻(xiàn):

[1]總參軍訓(xùn)部.軍事高技術(shù)知識(shí)教材[M].解放軍出版社，1996年9月

[2]周國(guó)泰（主編）.軍事高技術(shù)與高技術(shù)武器裝備[M].國(guó)防大學(xué)出版社，2005年9月

[3]朱建新，劉保成，邱蜀林（主編）.現(xiàn)代軍事技術(shù)教程[M].國(guó)防大學(xué)出版社，2001年4月