Camera's
Sommige van de voorgestelde actieve camouflagesystemen hebben camera's die direct op het gecamoufleerde object zijn geïnstalleerd en sommige systemen hebben IR-camera's op afstand. Als het schema van het systeem zodanig is dat de camera direct op het te maskeren object moet worden geïnstalleerd, wordt één beperking opgelegd: de camera moet actief worden gecamoufleerd of klein genoeg zijn. Er zijn momenteel veel modellen microcamera's beschikbaar voor consumenten, waarvan sommige commerciële miniatuurkleurencamera's geschikt kunnen zijn voor bepaalde soorten actieve camouflagesystemen.
Resolutie en beeldvorming
Bij het bepalen van de gewenste beeldschermresolutie moet rekening worden gehouden met de afstand van het beeldscherm tot de kijker. Als de waarnemer zich op slechts 2 meter afstand bevindt, dan zou de resolutie niet veel hoger moeten zijn dan het detail van het menselijk zicht op die afstand, dat wil zeggen ongeveer 289 pixels per cm2. Als de waarnemer verder weg is (wat meestal het geval is), kan de resolutie lager worden gemaakt zonder de kwaliteit van de maskering in gevaar te brengen.
Bovendien moet visualisatie rekening houden met hoe het gezichtsveld van waarnemers verandert afhankelijk van de afstand waarop ze zich van het scherm bevinden. Een persoon die bijvoorbeeld op 20 meter afstand naar een display kijkt, kan meer zien van wat zich achter het display bevindt in vergelijking met een persoon op 5 meter afstand. Daarom moet het systeem bepalen van waaruit de waarnemer kijkt om in het beeld of de grootte van het beeld te passen en de randen ervan te bepalen.
Een van de visualisatieoplossingen is het maken van een 3D digitaal model van de omringende ruimte. Er wordt aangenomen dat het digitale model in realtime wordt gegenereerd, omdat het hoogstwaarschijnlijk onpraktisch is om de locaties van de echte wereld eerder dan gepland te modelleren. Met een stereoscopisch paar camera's kan het systeem locatie, kleur en helderheid bepalen. Een proces genaamd reizende straalbeeldvorming wordt voorgesteld om het model te vertalen naar een 2D-beeld op een scherm.
Nieuwe geweven nanocomposietmaterialen worden gemaakt met behulp van magnetische en elektrische velden om een nauwkeurige positionering van functionele nanodeeltjes binnen en buiten polymeervezels te bereiken. Deze nanovezels kunnen worden aangepast om eigenschappen te bieden zoals kleurafstemming en NIR-handtekeningcontrole voor actieve camouflagetoepassingen.
Schematische weergave van actieve camouflage die wordt gebruikt om een persoon te camoufleren die voor een groep mensen staat
Displays
Flexibele displaytechnologieën worden al meer dan 20 jaar ontwikkeld. Talloze methoden zijn voorgesteld in een poging om een flexibeler, duurzamer, goedkoper beeldscherm te creëren dat ook voldoende resolutie, contrast, kleur, kijkhoek en verversingssnelheid heeft. Momenteel bestuderen flexibele display-ontwerpers de eisen van de consument om de meest geschikte technologie te bepalen in plaats van de beste oplossing voor alle toepassingen te bieden. Beschikbare oplossingen zijn onder meer RPT (Retro-reflective Projection Technology), Organic Light Emitting Diodes (OLED's), Liquid Crystal Displays (LCD's), Thin Film Transistors (TFT's) en E-Paper …
Moderne standaarddisplays (inclusief flexibele displays) zijn alleen bedoeld voor directe weergave. Daarom moet een systeem ook zo worden ontworpen dat het beeld vanuit verschillende hoeken duidelijk te zien is. Een oplossing zou een halfronde lensarray-display zijn. Afhankelijk van de stand van de zon en de waarnemer kan het scherm ook aanzienlijk helderder of donkerder zijn dan de omgeving. Als er twee waarnemers zijn, zijn twee verschillende helderheidsniveaus vereist.
Door al deze factoren zijn er hoge verwachtingen van de toekomstige ontwikkeling van nanotechnologie.
Technologische beperkingen
Momenteel beperken talrijke technologische beperkingen de productie van actieve camouflagesystemen voor soldatensystemen. Hoewel sommige van deze beperkingen binnen 5 tot 15 jaar actief worden overwonnen met een voorgestelde oplossing (bijv. flexibele beeldschermen), zijn er nog een paar opmerkelijke hindernissen die nog moeten worden overwonnen. Sommigen van hen worden hieronder genoemd.
De helderheid van de displays. Een van de beperkingen van op display gebaseerde actieve camouflagesystemen is het gebrek aan helderheid voor het werken bij daglicht. De gemiddelde helderheid van een heldere hemel is 150 W/m2 en de meeste schermen lijken in het volle daglicht leeg. Er zal een helderder beeldscherm nodig zijn (met een luminescentie die dicht bij die van een verkeerslicht ligt), wat in andere ontwikkelingsgebieden niet vereist is (computermonitoren en informatiedisplays zouden bijvoorbeeld niet zo helder moeten zijn). Bijgevolg kan de helderheid van displays de richting zijn die de ontwikkeling van actieve camouflage zal tegenhouden. Bovendien is de zon 230.000 keer intenser dan de omringende lucht. Schermen die qua helderheid gelijk zijn aan die van de zon, moeten zo zijn ontworpen dat wanneer het systeem voor de zon passeert, het er niet wazig uitziet of schaduwen heeft.
Computer kracht. De belangrijkste beperkingen van actieve beeldbesturing en de constante actualisering ervan met het oog op continue actualisering (onzichtbaarheid) voor het menselijk oog, zijn dat er krachtige software en een groot geheugen nodig zijn in de besturingsmicroprocessors. Aangezien we een 3D-model overwegen, dat in realtime moet worden gebouwd op basis van methoden voor het verkrijgen van beelden van camera's, kunnen de software en kenmerken van de besturingsmicroprocessors ook een grote beperking worden. Bovendien, als we willen dat dit systeem autonoom is en gedragen wordt door een soldaat, dan moet de laptop licht, klein en flexibel genoeg zijn.
Batterij aangedreven. Als je rekening houdt met de helderheid en het formaat van het beeldscherm, maar ook met de benodigde rekenkracht, dan zijn moderne batterijen te zwaar en lopen ze snel leeg. Als dit systeem door de soldaat naar het slagveld moet worden gedragen, moeten er lichtere batterijen met een hogere capaciteit worden ontwikkeld.
Positie van camera's en projectoren. Gezien de RPT-technologie is de belangrijke beperking hier dat camera's en projectoren van tevoren moeten worden geplaatst, en slechts voor één vijandige waarnemer, en dat deze waarnemer in een exacte positie voor de camera moet worden geplaatst. Het is onwaarschijnlijk dat dit allemaal op het slagveld zal worden waargenomen.
Camouflage gaat digitaal
In afwachting van exotische technologieën die het mogelijk zullen maken om een echte "onzichtbaarheidsmantel" te ontwikkelen, is de nieuwste en belangrijke vooruitgang op het gebied van camouflage de introductie van zogenaamde digitale patronen (sjablonen).
"Digitale camouflage" beschrijft een micropatroon (micropatroon) gevormd door een aantal kleine rechthoekige pixels van verschillende kleuren (idealiter maximaal zes, maar meestal om kostenredenen niet meer dan vier). Deze micropatronen kunnen zeshoekig of rond of vierhoekig zijn en worden in verschillende volgorden over het hele oppervlak gereproduceerd, of het nu stof, plastic of metaal is. Verschillende oppervlakken met patronen lijken op digitale stippen, die een compleet beeld van een digitale foto vormen, maar ze zijn zo georganiseerd dat de omtrek en vorm van het object onscherp worden.
Mariniers in MARPAT-gevechtsuniformen voor het bos
In theorie is dit een veel effectievere camouflage dan standaardcamouflage op basis van grote vlekken, vanwege het feit dat het de bonte structuren en ruige randen in de natuurlijke omgeving nabootst. Dit is gebaseerd op hoe het menselijk oog, en dus de hersenen, interageert met gepixelde beelden. Digitale camouflage is beter in staat om de hersenen die het patroon niet opmerken te verwarren of te misleiden, of om de hersenen slechts een bepaald deel van het patroon te laten zien, zodat de werkelijke omtrek van de soldaat niet waarneembaar is. Voor echt werk moeten pixels echter worden berekend door vergelijkingen van zeer complexe fractals waarmee u niet-herhalende patronen kunt krijgen. Het formuleren van dergelijke vergelijkingen is geen gemakkelijke taak en daarom worden digitale camouflagepatronen altijd beschermd door patenten. Digitale camouflage, voor het eerst geïntroduceerd door de Canadese strijdkrachten als CADPAT en het US Marine Corps als MARPAT, heeft sindsdien de markt stormenderhand veroverd en is door vele legers over de hele wereld overgenomen. Het is interessant op te merken dat noch CADPAT noch MARPAT beschikbaar zijn voor export, ondanks het feit dat de Verenigde Staten geen problemen hebben met het verkopen van geavanceerde wapensystemen.
Vergelijking tussen reguliere en digitale camouflagepatronen voor gevechtsvoertuigen
Canadese CAPDAT-sjabloon (Forest-versie), MARPAT-sjabloon voor Marine Corps (Desert-versie) en nieuwe Singapore-sjabloon
Advanced American Enterprise (AAE) heeft verbeteringen aangekondigd aan zijn actieve / adaptieve camouflage-draagbare deken (foto). Het apparaat, aangeduid als het Stealth Technology System (STS), is beschikbaar in het zichtbare en NIR. Maar deze verklaring roept echter een aanzienlijke hoeveelheid scepsis op.
Momenteel is er een andere benadering … Onderzoekers van Rensselier en Rice University hebben het donkerste materiaal verkregen dat ooit door de mens is gemaakt. Het materiaal is een dunne coating van ontladen arrays van losjes uitgelijnde koolstofnanobuisjes; het heeft een totale reflectie van 0, 045%, dat wil zeggen, het absorbeert 99, 955% van het invallende licht. Als zodanig komt het materiaal zeer dicht in de buurt van het zogenaamde "superzwarte" object, dat vrijwel onzichtbaar kan zijn. Foto toont als nieuw materiaal met 0,045% reflectie (midden), aanzienlijk donkerder dan 1,4% NIST reflectiestandaard (links) en een stuk glasachtig koolstof (rechts)
Uitgang:
Actieve camouflagesystemen voor infanteristen kunnen enorm helpen bij geheime operaties, vooral gezien het feit dat militaire operaties in stedelijke ruimte steeds vaker voorkomen. Traditionele camouflagesystemen behouden dezelfde kleur en vorm, maar in de stedelijke ruimte kunnen optimale kleuren en patronen elke minuut constant veranderen.
Het zoeken naar slechts één mogelijk actief camouflagesysteem lijkt niet voldoende om de noodzakelijke en dure ontwikkeling van beeldschermtechnologie, rekenkracht en batterijvermogen op zich te nemen. Vanwege het feit dat dit alles echter nodig zal zijn in andere toepassingen, is het vrij voorspelbaar dat de industrie technologieën kan ontwikkelen die in de toekomst gemakkelijk kunnen worden aangepast voor actieve camouflagesystemen.
Ondertussen kunnen eenvoudiger systemen worden ontwikkeld die niet leiden tot perfecte onzichtbaarheid. Een systeem dat bijvoorbeeld actief de geschatte kleur bijwerkt, zal nuttiger zijn dan bestaande camouflagesystemen, ongeacht of het ideale beeld wordt weergegeven. Aangezien het actieve camouflagesysteem het meest gerechtvaardigd kan worden wanneer de positie van de waarnemer nauwkeurig bekend is, kan ook worden aangenomen dat in de vroegste oplossingen een enkele stationaire camera of detector zou kunnen worden gebruikt voor camouflage. Er is momenteel echter een groot aantal sensoren en detectoren beschikbaar die niet werken in het zichtbare spectrum. Een thermische microbolometer of gevoelige sensor kan bijvoorbeeld gemakkelijk een object identificeren dat wordt gemaskeerd door een visueel actieve camouflage.
