ระยะการมองเห็นของอุปกรณ์มองภาพกลางคืนดิจิทัลไม่มีค่าคงที่* และได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ มากมาย
ปัจจัยสำคัญและช่วงทั่วไปที่มีผลต่อระยะการมองเห็นของอุปกรณ์มองภาพกลางคืนดิจิทัลมีดังนี้:
1. ปัจจัยจำกัดหลัก:
ความไวและขนาดของเซ็นเซอร์: นี่คือปัจจัยที่สำคัญที่สุด อุปกรณ์มองภาพกลางคืนดิจิทัลใช้เซ็นเซอร์ภาพ CMOS หรือ CCD (คล้ายกับกล้องดิจิทัลหรือกล้องโทรศัพท์มือถือ) เพื่อจับภาพแสงสลัวหรือแสงอินฟราเรด ความสามารถในการรับแสงของเซ็นเซอร์ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อแสงใกล้เคียงอินฟราเรด) ขนาดพิกเซล ขนาด (เช่น 1/2 นิ้ว, 1/3 นิ้ว) และระดับการควบคุมสัญญาณรบกวน จะเป็นตัวกำหนดคุณภาพของภาพและระยะทางที่มีประสิทธิภาพในสภาวะแสงน้อยมากโดยตรง เซ็นเซอร์ระดับไฮเอนด์ (เช่น ซีรีส์ Starvis ของ Sony) มีประสิทธิภาพที่ดีกว่า
กำลังไฟและประสิทธิภาพของแสงเสริมอินฟราเรด: ในสภาพแวดล้อมที่มืดสนิท อุปกรณ์มองภาพกลางคืนดิจิทัลต้องพึ่งพาแสงเสริมอินฟราเรดแบบแอคทีฟ (IR Illuminator) ในตัวหรือภายนอก กำลังไฟของแสงเสริม มุมลำแสง (ลำแสงกว้างระยะใกล้ ลำแสงแคบระยะไกล) ความยาวคลื่น (โดยปกติ 850nm หรือ 940nm, 850nm สว่างกว่าแต่มีการเปิดรับแสงสีแดงที่มองเห็นได้) และการออกแบบทางแสง จะเป็นตัวกำหนดระยะทางในการ "ส่องสว่าง" ในความมืดโดยตรง นี่คือปัจจัยหลักที่กำหนดว่าอุปกรณ์มองภาพกลางคืนดิจิทัลจะมองเห็นได้ไกลแค่ไหนในสภาพแวดล้อมที่มืดมิด
อัลกอริธึมการประมวลผลภาพ: เทคโนโลยีการประมวลผลภาพดิจิทัลที่มีประสิทธิภาพ (เช่น การลดสัญญาณรบกวน การเพิ่มความคมชัด การเพิ่มคอนทราสต์ การปรับช่วงไดนามิกให้เหมาะสม) สามารถปรับปรุงการใช้งานของภาพภายใต้สภาวะแสงน้อยได้อย่างมาก ซึ่งส่งผลกระทบทางอ้อมต่อระยะการรับรู้
คุณภาพของเลนส์และความยาวโฟกัส: เลนส์คุณภาพสูง (การส่งผ่านแสง ความละเอียด การเคลือบผิว) และความยาวโฟกัสที่เหมาะสม (โฟกัสคงที่หรือซูม) มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความคมชัดของภาพและความสามารถในการสังเกตการณ์ระยะไกล เลนส์เทเลโฟโต้ช่วยในการสังเกตเป้าหมายที่อยู่ไกลออกไป แต่จะทำให้เสียมุมมอง
2. สภาพแหล่งกำเนิดแสงโดยรอบ:
แสงดาว: ไม่มีแสงจันทร์ มีเพียงแสงดาวเท่านั้น ในเวลานี้ ระยะการมองเห็นของอุปกรณ์มองภาพกลางคืนทั้งหมดจะสั้นลงอย่างมาก และข้อดีของรุ่นสูงจะเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น
แสงจันทร์: แสงจันทร์สามารถเพิ่มระยะทางที่มีประสิทธิภาพได้อย่างมาก ระยะการมองเห็นภายใต้พระจันทร์เต็มดวงนั้นมากกว่าภายใต้พระจันทร์ใหม่มาก
มลพิษทางแสงในเมือง/ตัวเติม IR: มลพิษทางแสงจากเมืองหรือการใช้ตัวเติมอินฟราเรดแบบแอคทีฟสามารถขยายระยะการสังเกตการณ์ที่มีประสิทธิภาพได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนอุปกรณ์รุ่นต่ำ แสงเติมอินฟราเรดสามารถส่องสว่างเป้าหมาย ทำให้เครื่องมือมองภาพกลางคืนรุ่นแรกสามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนในระยะหลายสิบเมตรหรือไกลกว่านั้นในความมืด แต่ข้อเสียคือลำแสงอาจเปิดเผยตำแหน่งของผู้ใช้ (ใช้ด้วยความระมัดระวังในการใช้งานทางทหาร)
3. ลักษณะของเป้าหมาย:
ขนาด: ระยะทางที่จำเป็นในการมองเห็นคนได้อย่างชัดเจนนั้นสั้นกว่าระยะทางที่จำเป็นในการมองเห็นรถบรรทุกได้อย่างชัดเจนมาก
คอนทราสต์: คอนทราสต์ระหว่างเป้าหมายและพื้นหลังมีความสำคัญอย่างยิ่ง วัตถุสีเข้มมองเห็นได้ยากเมื่อเทียบกับพื้นหลังสีเข้ม ในขณะที่วัตถุสีอ่อนมองเห็นได้ง่ายกว่าเมื่อเทียบกับพื้นหลังสีเข้ม
รูปร่าง: รูปร่างที่ชัดเจน (เช่น ร่างมนุษย์หรือรูปร่างยานพาหนะ) ง่ายต่อการระบุมากกว่ามวลเบลอ
มีการเคลื่อนที่หรือไม่: เป้าหมายที่เคลื่อนที่จะตรวจจับได้ง่ายกว่าเป้าหมายที่อยู่นิ่ง
ข้อกำหนดด้านรายละเอียด: ระยะทางสำหรับการแยกแยะ "การตรวจจับ" (การค้นหาสิ่งของที่นั่น) "การรับรู้" (การรับรู้ว่าเป็นคน) และ "การระบุ" (การมองเห็นว่าเป็นใครหรือรุ่นเฉพาะ) นั้นแตกต่างกัน และมักใช้ระยะการตรวจจับ
ระยะการมองเห็นของอุปกรณ์มองภาพกลางคืนดิจิทัลไม่มีค่าคงที่* และได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ มากมาย
ปัจจัยสำคัญและช่วงทั่วไปที่มีผลต่อระยะการมองเห็นของอุปกรณ์มองภาพกลางคืนดิจิทัลมีดังนี้:
1. ปัจจัยจำกัดหลัก:
ความไวและขนาดของเซ็นเซอร์: นี่คือปัจจัยที่สำคัญที่สุด อุปกรณ์มองภาพกลางคืนดิจิทัลใช้เซ็นเซอร์ภาพ CMOS หรือ CCD (คล้ายกับกล้องดิจิทัลหรือกล้องโทรศัพท์มือถือ) เพื่อจับภาพแสงสลัวหรือแสงอินฟราเรด ความสามารถในการรับแสงของเซ็นเซอร์ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อแสงใกล้เคียงอินฟราเรด) ขนาดพิกเซล ขนาด (เช่น 1/2 นิ้ว, 1/3 นิ้ว) และระดับการควบคุมสัญญาณรบกวน จะเป็นตัวกำหนดคุณภาพของภาพและระยะทางที่มีประสิทธิภาพในสภาวะแสงน้อยมากโดยตรง เซ็นเซอร์ระดับไฮเอนด์ (เช่น ซีรีส์ Starvis ของ Sony) มีประสิทธิภาพที่ดีกว่า
กำลังไฟและประสิทธิภาพของแสงเสริมอินฟราเรด: ในสภาพแวดล้อมที่มืดสนิท อุปกรณ์มองภาพกลางคืนดิจิทัลต้องพึ่งพาแสงเสริมอินฟราเรดแบบแอคทีฟ (IR Illuminator) ในตัวหรือภายนอก กำลังไฟของแสงเสริม มุมลำแสง (ลำแสงกว้างระยะใกล้ ลำแสงแคบระยะไกล) ความยาวคลื่น (โดยปกติ 850nm หรือ 940nm, 850nm สว่างกว่าแต่มีการเปิดรับแสงสีแดงที่มองเห็นได้) และการออกแบบทางแสง จะเป็นตัวกำหนดระยะทางในการ "ส่องสว่าง" ในความมืดโดยตรง นี่คือปัจจัยหลักที่กำหนดว่าอุปกรณ์มองภาพกลางคืนดิจิทัลจะมองเห็นได้ไกลแค่ไหนในสภาพแวดล้อมที่มืดมิด
อัลกอริธึมการประมวลผลภาพ: เทคโนโลยีการประมวลผลภาพดิจิทัลที่มีประสิทธิภาพ (เช่น การลดสัญญาณรบกวน การเพิ่มความคมชัด การเพิ่มคอนทราสต์ การปรับช่วงไดนามิกให้เหมาะสม) สามารถปรับปรุงการใช้งานของภาพภายใต้สภาวะแสงน้อยได้อย่างมาก ซึ่งส่งผลกระทบทางอ้อมต่อระยะการรับรู้
คุณภาพของเลนส์และความยาวโฟกัส: เลนส์คุณภาพสูง (การส่งผ่านแสง ความละเอียด การเคลือบผิว) และความยาวโฟกัสที่เหมาะสม (โฟกัสคงที่หรือซูม) มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความคมชัดของภาพและความสามารถในการสังเกตการณ์ระยะไกล เลนส์เทเลโฟโต้ช่วยในการสังเกตเป้าหมายที่อยู่ไกลออกไป แต่จะทำให้เสียมุมมอง
2. สภาพแหล่งกำเนิดแสงโดยรอบ:
แสงดาว: ไม่มีแสงจันทร์ มีเพียงแสงดาวเท่านั้น ในเวลานี้ ระยะการมองเห็นของอุปกรณ์มองภาพกลางคืนทั้งหมดจะสั้นลงอย่างมาก และข้อดีของรุ่นสูงจะเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น
แสงจันทร์: แสงจันทร์สามารถเพิ่มระยะทางที่มีประสิทธิภาพได้อย่างมาก ระยะการมองเห็นภายใต้พระจันทร์เต็มดวงนั้นมากกว่าภายใต้พระจันทร์ใหม่มาก
มลพิษทางแสงในเมือง/ตัวเติม IR: มลพิษทางแสงจากเมืองหรือการใช้ตัวเติมอินฟราเรดแบบแอคทีฟสามารถขยายระยะการสังเกตการณ์ที่มีประสิทธิภาพได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนอุปกรณ์รุ่นต่ำ แสงเติมอินฟราเรดสามารถส่องสว่างเป้าหมาย ทำให้เครื่องมือมองภาพกลางคืนรุ่นแรกสามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนในระยะหลายสิบเมตรหรือไกลกว่านั้นในความมืด แต่ข้อเสียคือลำแสงอาจเปิดเผยตำแหน่งของผู้ใช้ (ใช้ด้วยความระมัดระวังในการใช้งานทางทหาร)
3. ลักษณะของเป้าหมาย:
ขนาด: ระยะทางที่จำเป็นในการมองเห็นคนได้อย่างชัดเจนนั้นสั้นกว่าระยะทางที่จำเป็นในการมองเห็นรถบรรทุกได้อย่างชัดเจนมาก
คอนทราสต์: คอนทราสต์ระหว่างเป้าหมายและพื้นหลังมีความสำคัญอย่างยิ่ง วัตถุสีเข้มมองเห็นได้ยากเมื่อเทียบกับพื้นหลังสีเข้ม ในขณะที่วัตถุสีอ่อนมองเห็นได้ง่ายกว่าเมื่อเทียบกับพื้นหลังสีเข้ม
รูปร่าง: รูปร่างที่ชัดเจน (เช่น ร่างมนุษย์หรือรูปร่างยานพาหนะ) ง่ายต่อการระบุมากกว่ามวลเบลอ
มีการเคลื่อนที่หรือไม่: เป้าหมายที่เคลื่อนที่จะตรวจจับได้ง่ายกว่าเป้าหมายที่อยู่นิ่ง
ข้อกำหนดด้านรายละเอียด: ระยะทางสำหรับการแยกแยะ "การตรวจจับ" (การค้นหาสิ่งของที่นั่น) "การรับรู้" (การรับรู้ว่าเป็นคน) และ "การระบุ" (การมองเห็นว่าเป็นใครหรือรุ่นเฉพาะ) นั้นแตกต่างกัน และมักใช้ระยะการตรวจจับ
