กล้อง
ระบบพรางตัวที่เสนอบางระบบมีกล้องติดตั้งโดยตรงบนวัตถุพรางตัว และระบบบางระบบมีกล้อง IR ระยะไกล หากโครงร่างของระบบต้องติดตั้งกล้องโดยตรงบนวัตถุที่จะปิดบัง จะมีการจำกัดหนึ่งข้อ - กล้องจะต้องพรางตัวอย่างแข็งขันหรือมีขนาดเล็กพอ ปัจจุบันมีกล้องไมโครสำหรับผู้บริโภคหลายรุ่น ซึ่งกล้องสีขนาดเล็กเชิงพาณิชย์บางรุ่นอาจเหมาะสำหรับระบบพรางตัวบางประเภท
ความละเอียดและภาพ
เมื่อกำหนดความละเอียดในการแสดงผลที่ต้องการ จะต้องคำนึงถึงระยะห่างจากจอภาพถึงผู้ชมด้วย หากผู้สังเกตอยู่ห่างออกไปเพียง 2 เมตร ความละเอียดไม่ควรสูงกว่ารายละเอียดของการมองเห็นของมนุษย์ในระยะทางนั้นมากนัก นั่นคือประมาณ 289 พิกเซลต่อตารางเซนติเมตร หากผู้สังเกตอยู่ไกลออกไป (ซึ่งโดยปกติ) ความละเอียดจะลดลงโดยไม่กระทบต่อคุณภาพของการปิดบัง
นอกจากนี้ การแสดงภาพควรคำนึงถึงว่ามุมมองของผู้สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลงไปอย่างไร ขึ้นอยู่กับระยะห่างที่พวกเขามาจากหน้าจอ ตัวอย่างเช่น คนที่มองหน้าจอจากระยะ 20 เมตรสามารถเห็นสิ่งที่อยู่ด้านหลังจอแสดงผลได้มากกว่าคนที่อยู่ห่างออกไป 5 เมตร ดังนั้นระบบจะต้องกำหนดจากตำแหน่งที่ผู้สังเกตมองเพื่อให้พอดีกับภาพหรือขนาดของภาพและกำหนดขอบของมัน
หนึ่งในโซลูชันการแสดงภาพคือการสร้างแบบจำลองดิจิทัลสามมิติของพื้นที่โดยรอบ สันนิษฐานว่าแบบจำลองดิจิทัลจะถูกสร้างขึ้นตามเวลาจริง เนื่องจากเป็นไปไม่ได้เลยที่จะสร้างแบบจำลองตำแหน่งของโลกแห่งความเป็นจริงก่อนกำหนด กล้องคู่แบบสามมิติจะช่วยให้ระบบสามารถระบุตำแหน่ง สี และความสว่างได้ กระบวนการที่เรียกว่าการถ่ายภาพรังสีเดินทางได้รับการเสนอให้แปลแบบจำลองเป็นภาพ 2 มิติบนจอแสดงผล
วัสดุนาโนคอมโพสิตทอแบบใหม่ถูกสร้างขึ้นโดยใช้สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า เพื่อให้ได้ตำแหน่งที่แม่นยำของอนุภาคนาโนที่ใช้งานได้จริงทั้งภายในและภายนอกเส้นใยโพลีเมอร์ นาโนไฟเบอร์เหล่านี้สามารถปรับแต่งเพื่อให้มีคุณสมบัติ เช่น การจับคู่สีและการควบคุมลายเซ็น NIR สำหรับการใช้งานการพรางตัวแบบแอ็คทีฟ
แผนผังแสดงลายพรางใช้งาน ใช้เพื่ออำพรางบุคคลที่ยืนอยู่หน้ากลุ่มคน
จอแสดงผล
เทคโนโลยีการแสดงผลที่ยืดหยุ่นได้รับการพัฒนามานานกว่า 20 ปี มีการเสนอวิธีการหลายวิธีเพื่อสร้างจอแสดงผลที่ยืดหยุ่น ทนทาน และราคาถูกกว่า ซึ่งมีความละเอียด คอนทราสต์ สี มุมมอง และอัตราการรีเฟรชที่เพียงพอ ปัจจุบัน นักออกแบบจอแสดงผลแบบยืดหยุ่นกำลังศึกษาความต้องการของผู้บริโภคเพื่อกำหนดเทคโนโลยีที่เหมาะสมที่สุด แทนที่จะเสนอโซลูชันที่ดีที่สุดเพียงโซลูชันเดียวสำหรับการใช้งานทั้งหมด โซลูชันที่มีจำหน่าย ได้แก่ RPT (เทคโนโลยีการฉายภาพสะท้อนย้อนยุค), ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ (OLED), จอแสดงผลคริสตัลเหลว (LCD), ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง (TFT) และ E-Paper …
จอแสดงผลมาตรฐานสมัยใหม่ (รวมถึงจอแสดงผลแบบยืดหยุ่น) ใช้สำหรับดูโดยตรงเท่านั้น ดังนั้นจึงต้องออกแบบระบบให้มองเห็นภาพได้ชัดเจนในมุมต่างๆ ทางออกหนึ่งคือการแสดงอาร์เรย์เลนส์ครึ่งวงกลมนอกจากนี้ ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของดวงอาทิตย์และผู้สังเกตการณ์ จอแสดงผลอาจสว่างหรือมืดกว่าบริเวณโดยรอบอย่างมีนัยสำคัญ หากมีผู้สังเกตการณ์สองคน จำเป็นต้องมีระดับความสว่างที่แตกต่างกันสองระดับ
จากปัจจัยทั้งหมดนี้ จึงมีความคาดหวังสูงจากการพัฒนานาโนเทคโนโลยีในอนาคต
ข้อจำกัดทางเทคโนโลยี
ในปัจจุบัน ข้อจำกัดทางเทคโนโลยีมากมายจำกัดการผลิตระบบลายพรางแบบแอคทีฟสำหรับระบบทหาร แม้ว่าข้อจำกัดเหล่านี้บางส่วนจะได้รับการแก้ไขอย่างแข็งขันด้วยแนวทางแก้ไขปัญหาที่แนะนำภายใน 5 ถึง 15 ปี (เช่น จอภาพที่ยืดหยุ่นได้) แต่ก็ยังมีอุปสรรคสำคัญบางประการที่ต้องแก้ไข บางส่วนของพวกเขาถูกกล่าวถึงด้านล่าง
ความสว่างของจอแสดงผล ข้อจำกัดประการหนึ่งของระบบการพรางตัวแบบแอคทีฟบนจอแสดงผลคือการขาดความสว่างสำหรับการทำงานในสภาพแสงกลางวัน ความสว่างเฉลี่ยของท้องฟ้าแจ่มใสคือ 150 W / m2 และจอแสดงผลส่วนใหญ่จะว่างเปล่าในตอนกลางวัน จำเป็นต้องมีจอแสดงผลที่สว่างกว่า (โดยมีการเรืองแสงใกล้เคียงกับสัญญาณไฟจราจร) ซึ่งไม่จำเป็นสำหรับการพัฒนาในด้านอื่นๆ (เช่น จอภาพคอมพิวเตอร์และการแสดงข้อมูลไม่ควรสว่างมาก) ดังนั้น ความสว่างของหน้าจออาจเป็นทิศทางที่จะยับยั้งการพัฒนาของลายพรางแอคทีฟ นอกจากนี้ ดวงอาทิตย์ยังรุนแรงกว่าท้องฟ้าโดยรอบถึง 230,000 เท่า ควรออกแบบจอแสดงผลที่มีความสว่างเท่ากับดวงอาทิตย์เพื่อให้เมื่อระบบผ่านหน้าดวงอาทิตย์ จะไม่ดูพร่ามัวหรือมีเงาใดๆ
พลังคอมพิวเตอร์ ข้อจำกัดหลักของการควบคุมภาพแบบแอ็คทีฟและการอัพเดตอย่างต่อเนื่องเพื่อจุดประสงค์ในการอัปเดตอย่างต่อเนื่อง (การล่องหน) สำหรับสายตามนุษย์คือจำเป็นต้องใช้ซอฟต์แวร์ที่ทรงพลังและขนาดหน่วยความจำขนาดใหญ่ในไมโครโปรเซสเซอร์ควบคุม นอกจากนี้ เนื่องจากเรากำลังพิจารณาโมเดล 3 มิติ ซึ่งต้องสร้างขึ้นตามเวลาจริงตามวิธีการรับภาพจากกล้อง ซอฟต์แวร์และคุณลักษณะของไมโครโปรเซสเซอร์ควบคุมจะกลายเป็นข้อจำกัดหลัก นอกจากนี้ หากเราต้องการให้ระบบนี้เป็นแบบอิสระและบรรทุกโดยทหาร แลปท็อปจะต้องเบา เล็ก และยืดหยุ่นเพียงพอ
ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ เมื่อคุณคำนึงถึงความสว่างและขนาดของจอแสดงผล ตลอดจนกำลังในการประมวลผลที่จำเป็น แบตเตอรี่สมัยใหม่จะมีน้ำหนักมากเกินไปและหมดเร็ว หากระบบนี้ถูกส่งโดยทหารไปยังสนามรบ จะต้องพัฒนาแบตเตอรี่ที่เบากว่าที่มีความจุสูงกว่า
ตำแหน่งของกล้องและโปรเจ็กเตอร์ เมื่อพิจารณาถึงเทคโนโลยี RPT ข้อจำกัดที่สำคัญในที่นี้คือ กล้องและโปรเจ็กเตอร์จะต้องถูกจัดตำแหน่งไว้ล่วงหน้า และสำหรับผู้สังเกตการณ์ของศัตรูเพียงคนเดียว และผู้สังเกตการณ์รายนี้จะต้องอยู่ในตำแหน่งที่แน่นอนต่อหน้ากล้อง ไม่น่าเป็นไปได้ที่สิ่งทั้งหมดนี้จะถูกสังเกตในสนามรบ
ลายพรางกลายเป็นดิจิทัล
ในความคาดหมายของเทคโนโลยีที่แปลกใหม่ซึ่งจะทำให้สามารถพัฒนา "เสื้อคลุมล่องหน" ที่แท้จริงได้ ความก้าวหน้าล่าสุดและสำคัญในด้านลายพรางคือการแนะนำรูปแบบดิจิทัล (เทมเพลต) ที่เรียกว่า
“ลายพรางดิจิทัล” อธิบายรูปแบบไมโคร (รูปแบบไมโคร) ที่เกิดขึ้นจากพิกเซลสี่เหลี่ยมขนาดเล็กจำนวนหนึ่งที่มีสีต่างกัน (ควรสูงสุดหกสี แต่โดยปกติแล้วจะด้วยเหตุผลด้านราคาไม่เกินสี่) รูปแบบไมโครเหล่านี้อาจเป็นรูปหกเหลี่ยม กลม หรือสี่เหลี่ยม และทำซ้ำตามลำดับต่างๆ ทั่วทั้งพื้นผิว ไม่ว่าจะเป็นผ้า พลาสติก หรือโลหะ พื้นผิวที่มีลวดลายต่างๆ คล้ายกับจุดดิจิทัล ซึ่งสร้างภาพที่สมบูรณ์ของภาพถ่ายดิจิทัล แต่จัดวางในลักษณะที่เบลอโครงร่างและรูปร่างของวัตถุ
นาวิกโยธินในชุดเครื่องแบบรบ MARPAT สำหรับป่าไม้
ตามทฤษฎีแล้ว นี่คือลายพรางที่มีประสิทธิภาพมากกว่าลายพรางมาตรฐานโดยพิจารณาจากจุดขนาดใหญ่ เนื่องจากการเลียนแบบโครงสร้างที่แตกต่างกันและเส้นขอบที่หยาบที่พบในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวิธีที่ดวงตาของมนุษย์และสมองมีปฏิสัมพันธ์กับภาพพิกเซล ลายพรางดิจิทัลนั้นสามารถสร้างความสับสนหรือหลอกลวงให้สมองที่ไม่สังเกตเห็นรูปแบบได้ดีกว่า หรือทำให้สมองมองเห็นเพียงบางส่วนของรูปแบบเพื่อไม่ให้มองเห็นโครงร่างที่แท้จริงของทหาร อย่างไรก็ตาม สำหรับงานจริง พิกเซลจะต้องคำนวณโดยสมการของเศษส่วนที่ซับซ้อนมาก ซึ่งทำให้คุณได้รูปแบบที่ไม่ซ้ำ การกำหนดสมการดังกล่าวไม่ใช่เรื่องง่าย ดังนั้นรูปแบบลายพรางดิจิทัลจึงได้รับการคุ้มครองโดยสิทธิบัตรเสมอ กองทัพแคนาดาเปิดตัวครั้งแรกในชื่อ CADPAT และนาวิกโยธินสหรัฐฯ ในชื่อ MARPAT นับตั้งแต่นั้นมา ลายพรางดิจิทัลก็ได้เข้าครอบงำตลาดโดยพายุ และกองทัพหลายแห่งทั่วโลกก็นำไปใช้ เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าทั้ง CADPAT และ MARPAT ไม่สามารถส่งออกได้ แม้ว่าสหรัฐอเมริกาจะไม่มีปัญหาในการขายระบบอาวุธที่ซับซ้อนก็ตาม
เปรียบเทียบระหว่างรูปแบบลายพรางของยานเกราะต่อสู้แบบปกติและแบบดิจิทัล
เทมเพลต CAPDAT ของแคนาดา (เวอร์ชันป่า) เทมเพลต MARPAT สำหรับนาวิกโยธิน (เวอร์ชันทะเลทราย) และเทมเพลตใหม่ของสิงคโปร์
Advanced American Enterprise (AAE) ประกาศการปรับปรุงผ้าห่มสวมใส่ลายพรางแอกทีฟ / ปรับได้ (ในภาพ) อุปกรณ์ซึ่งกำหนดเป็น Stealth Technology System (STS) มีอยู่ในที่มองเห็นได้และ NIR แต่คำกล่าวนี้ทำให้เกิดความสงสัยอย่างมาก
ปัจจุบันมีอีกแนวทางหนึ่งคือ … นักวิจัยจาก Rensselier และ Rice University ได้รับวัสดุที่มืดมนที่สุดที่มนุษย์สร้างขึ้น วัสดุนี้เป็นชั้นเคลือบบาง ๆ ของอาร์เรย์ที่ปล่อยออกมาของท่อนาโนคาร์บอนที่เรียงชิดกันอย่างหลวม ๆ มีการสะท้อนแสงโดยรวม 0, 045% นั่นคือดูดซับ 99, 955% ของแสงที่ตกกระทบ ด้วยเหตุนี้ วัสดุจึงเข้าใกล้วัตถุที่เรียกว่า "ซูเปอร์แบล็ค" มาก ซึ่งแทบจะมองไม่เห็น ภาพถ่ายแสดงวัสดุใหม่ที่มีการสะท้อนแสง 0.045% (ตรงกลาง) สีเข้มกว่ามาตรฐานการสะท้อนแสง NIST 1.4% (ซ้าย) อย่างมีนัยสำคัญ และชิ้นส่วนของคาร์บอนคล้ายแก้ว (ขวา)
เอาท์พุต
ระบบการพรางตัวแบบแอคทีฟสำหรับทหารราบสามารถช่วยในปฏิบัติการลับได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาจากการปฏิบัติการทางทหารในพื้นที่เขตเมืองเป็นที่แพร่หลายมากขึ้น ระบบลายพรางแบบดั้งเดิมยังคงสีและรูปร่างเหมือนเดิม อย่างไรก็ตาม ในพื้นที่เมือง สีและลวดลายที่เหมาะสมที่สุดสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างต่อเนื่องทุกนาที
การค้นหาระบบพรางตัวแบบแอ็คทีฟที่เป็นไปได้เพียงระบบเดียวดูเหมือนจะไม่เพียงพอสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีการแสดงผล พลังประมวลผล และพลังงานแบตเตอรี่ที่จำเป็นและมีราคาแพง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความต้องการทั้งหมดนี้มีความจำเป็นในการใช้งานอื่น จึงค่อนข้างคาดการณ์ได้ว่าอุตสาหกรรมสามารถพัฒนาเทคโนโลยีที่จะปรับให้เข้ากับระบบการพรางตัวแบบแอ็คทีฟในอนาคตได้อย่างง่ายดาย
ในระหว่างนี้ ระบบสามารถพัฒนาได้ง่ายกว่าซึ่งไม่ส่งผลให้มองไม่เห็นอย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น ระบบที่อัปเดตสีโดยประมาณจะมีประโยชน์มากกว่าระบบลายพรางที่มีอยู่ โดยไม่คำนึงว่าจะแสดงภาพในอุดมคติหรือไม่ นอกจากนี้ เนื่องจากระบบการพรางตัวแบบแอ็คทีฟสามารถให้เหตุผลมากที่สุดเมื่อทราบตำแหน่งของผู้สังเกตการณ์อย่างถูกต้อง จึงสามารถสันนิษฐานได้ว่าในการแก้ปัญหาแรกสุด กล้องหรือตัวตรวจจับที่อยู่นิ่งตัวเดียวสามารถใช้สำหรับการพรางตัวได้อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันมีเซนเซอร์และเครื่องตรวจจับจำนวนมากที่ไม่ทำงานในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ตัวอย่างเช่น ไมโครโบโลมิเตอร์ความร้อนหรือเซ็นเซอร์ที่มีความละเอียดอ่อน สามารถระบุวัตถุที่พรางตัวด้วยภาพพรางที่ใช้งานได้อย่างง่ายดาย
