Máy ảnh
Một số hệ thống ngụy trang chủ động được đề xuất có camera được lắp đặt trực tiếp trên đối tượng được ngụy trang và một số hệ thống có camera IR từ xa. Nếu sơ đồ của hệ thống mà camera phải được lắp đặt trực tiếp trên đối tượng cần che thì một hạn chế được áp dụng - camera phải được ngụy trang chủ động hoặc đủ nhỏ. Có rất nhiều mẫu camera siêu nhỏ hiện nay được cung cấp cho người tiêu dùng, trong đó một số loại camera màu thu nhỏ thương mại có thể phù hợp với một số loại hệ thống ngụy trang đang hoạt động.
Độ phân giải và hình ảnh
Khi xác định độ phân giải hiển thị cần thiết, phải tính đến khoảng cách từ màn hình đến người xem. Nếu người quan sát chỉ cách 2 mét, thì độ phân giải không được cao hơn nhiều so với độ chi tiết của tầm nhìn con người ở khoảng cách đó, tức là khoảng 289 pixel trên cm2. Nếu người quan sát ở xa hơn (thường là), thì độ phân giải có thể được giảm xuống mà không làm giảm chất lượng của mặt nạ.
Ngoài ra, hình dung cần tính đến trường nhìn của người quan sát thay đổi như thế nào tùy thuộc vào khoảng cách mà họ đến từ màn hình. Ví dụ: một người nhìn vào màn hình từ cách 20 mét có thể nhìn thấy nhiều hơn những gì ở phía sau màn hình so với một người ở cách 5 mét. Do đó, hệ thống phải xác định vị trí mà người quan sát đang nhìn để phù hợp với hình ảnh hoặc kích thước của hình ảnh và xác định các cạnh của nó.
Một trong những giải pháp trực quan hóa là tạo ra mô hình kỹ thuật số 3-D của không gian xung quanh. Người ta giả định rằng mô hình kỹ thuật số sẽ được tạo trong thời gian thực, vì rất có thể không thực tế khi lập mô hình các vị trí trong thế giới thực trước thời hạn. Một cặp camera lập thể sẽ cho phép hệ thống xác định vị trí, màu sắc và độ sáng. Một quy trình được gọi là chụp ảnh tia di chuyển được đề xuất để chuyển mô hình thành hình ảnh 2-D trên màn hình.
Vật liệu nanocompozit dệt mới được tạo ra bằng cách sử dụng từ trường và điện trường để đạt được vị trí chính xác của các hạt nano chức năng bên trong và bên ngoài sợi polyme. Các sợi nano này có thể được điều chỉnh để cung cấp các đặc tính như kết hợp màu sắc và kiểm soát chữ ký NIR cho các ứng dụng ngụy trang chủ động.
Sơ đồ thể hiện ngụy trang chủ động được sử dụng để ngụy trang một người đứng trước một nhóm người
Hiển thị
Công nghệ hiển thị linh hoạt đã được phát triển trong hơn 20 năm. Nhiều phương pháp đã được đề xuất trong nỗ lực tạo ra một màn hình linh hoạt hơn, bền hơn, rẻ hơn, đồng thời có đủ độ phân giải, độ tương phản, màu sắc, góc nhìn và tốc độ làm tươi. Hiện tại, các nhà thiết kế màn hình linh hoạt đang nghiên cứu các yêu cầu của người tiêu dùng để xác định công nghệ phù hợp nhất thay vì đưa ra giải pháp tốt nhất duy nhất cho tất cả các ứng dụng. Các giải pháp hiện có bao gồm RPT (Công nghệ chiếu phản xạ ngược), Điốt phát sáng hữu cơ (OLED), Màn hình tinh thể lỏng (LCD), Bóng bán dẫn màng mỏng (TFT) và Giấy điện tử …
Màn hình tiêu chuẩn hiện đại (bao gồm cả màn hình linh hoạt) chỉ để xem trực tiếp. Do đó, một hệ thống cũng phải được thiết kế để hình ảnh có thể được nhìn thấy rõ ràng từ các góc khác nhau. Một giải pháp sẽ là màn hình mảng thấu kính bán cầu. Ngoài ra, tùy thuộc vào vị trí của mặt trời và người quan sát, màn hình có thể sáng hơn hoặc tối hơn đáng kể so với khu vực xung quanh. Nếu có hai người quan sát, cần có hai mức sáng khác nhau.
Do tất cả những yếu tố này, có rất nhiều kỳ vọng từ sự phát triển trong tương lai của công nghệ nano.
Hạn chế về công nghệ
Hiện tại, nhiều hạn chế về công nghệ đã hạn chế việc sản xuất các hệ thống ngụy trang chủ động cho các hệ thống lính. Mặc dù một số hạn chế này đang được khắc phục tích cực bằng một giải pháp được đề xuất trong vòng 5 đến 15 năm (ví dụ như màn hình linh hoạt), vẫn còn một số rào cản đáng chú ý cần được khắc phục. Một số trong số chúng được đề cập dưới đây.
Độ sáng của màn hình. Một trong những hạn chế của hệ thống ngụy trang chủ động dựa trên màn hình là thiếu độ sáng để làm việc trong điều kiện ánh sáng ban ngày. Độ sáng trung bình của bầu trời quang đãng là 150 W / m2 và hầu hết các màn hình hiển thị trống trong điều kiện ánh sáng ban ngày đầy đủ. Sẽ cần một màn hình sáng hơn (với độ phát quang gần bằng đèn giao thông), đây không phải là yêu cầu trong các lĩnh vực phát triển khác (ví dụ, màn hình máy tính và màn hình hiển thị thông tin không được sáng như vậy). Do đó, độ sáng của màn hình có thể là hướng kìm hãm sự phát triển của ngụy trang chủ động. Ngoài ra, mặt trời có cường độ gấp 230.000 lần so với bầu trời xung quanh. Màn hình có độ sáng ngang bằng với mặt trời nên được thiết kế để khi hệ thống đi qua trước mặt trời, nó không bị mờ hoặc có bất kỳ bóng nào.
Khả năng tính toán. Những hạn chế chính của điều khiển hình ảnh chủ động và cập nhật liên tục của nó nhằm mục đích cập nhật liên tục (tàng hình) cho mắt người là cần có phần mềm mạnh mẽ và kích thước bộ nhớ lớn trong bộ vi xử lý điều khiển. Ngoài ra, do chúng tôi đang xem xét mô hình 3-D, mô hình này phải được xây dựng trong thời gian thực dựa trên các phương pháp thu được hình ảnh từ máy ảnh, phần mềm và đặc tính của bộ vi xử lý điều khiển có thể trở thành một hạn chế lớn. Ngoài ra, nếu chúng ta muốn hệ thống này có thể tự hành và được mang theo bởi một người lính, thì chiếc máy tính xách tay phải đủ nhẹ, nhỏ và linh hoạt.
Chạy bằng pin. Khi bạn tính đến độ sáng và kích thước của màn hình, cũng như công suất xử lý cần thiết, pin hiện đại quá nặng và nhanh hết pin. Nếu hệ thống này được người lính mang ra chiến trường, các loại pin nhẹ hơn với dung lượng cao hơn sẽ cần được phát triển.
Vị trí của camera và máy chiếu. Xem xét công nghệ RPT, hạn chế đáng kể ở đây là máy ảnh và máy chiếu sẽ cần phải được định vị trước và chỉ dành cho một người quan sát đối phương, và người quan sát này sẽ cần được định vị ở một vị trí chính xác trước máy ảnh. Không chắc rằng tất cả những điều này sẽ được quan sát trên chiến trường.
Ngụy trang trở thành kỹ thuật số
Với dự đoán về các công nghệ kỳ lạ có thể tạo ra một chiếc "áo tàng hình" thực sự, tiến bộ mới nhất và đáng kể trong lĩnh vực ngụy trang là sự ra đời của cái gọi là các mẫu (mẫu) kỹ thuật số.
“Ngụy trang kỹ thuật số” mô tả một mô hình vi mô (micro-pattern) được hình thành bởi một số pixel hình chữ nhật nhỏ có màu sắc khác nhau (lý tưởng là tối đa sáu, nhưng thường vì lý do chi phí không quá bốn). Những vi mô này có thể có hình lục giác hoặc hình tròn hoặc hình tứ giác, và chúng được tái tạo theo nhiều trình tự khác nhau trên toàn bộ bề mặt, có thể là vải hoặc nhựa hoặc kim loại. Các bề mặt có hoa văn khác nhau tương tự như các chấm kỹ thuật số, tạo thành hình ảnh hoàn chỉnh của một bức ảnh kỹ thuật số, nhưng chúng được tổ chức theo cách làm mờ đường viền và hình dạng của đối tượng.
Lính thủy đánh bộ trong quân phục MARPAT cho rừng
Về lý thuyết, đây là cách ngụy trang hiệu quả hơn nhiều so với ngụy trang tiêu chuẩn dựa trên các điểm lớn, do thực tế là nó bắt chước các cấu trúc loang lổ và đường viền thô có trong môi trường tự nhiên. Điều này dựa trên cách mắt người, và do đó não bộ, tương tác với các hình ảnh pixel. Ngụy trang kỹ thuật số tốt hơn có thể gây nhầm lẫn hoặc đánh lừa bộ não không nhận thấy mẫu hoặc khiến bộ não chỉ nhìn thấy một phần nhất định của mẫu để không thể nhận ra đường nét thực sự của người lính. Tuy nhiên, đối với công việc thực tế, pixel phải được tính toán bằng các phương trình của các Fractal rất phức tạp cho phép bạn có được các mẫu không lặp lại. Việc lập các phương trình như vậy không phải là một nhiệm vụ dễ dàng và do đó các mẫu ngụy trang kỹ thuật số luôn được bảo vệ bởi các bằng sáng chế. Được giới thiệu lần đầu tiên bởi Lực lượng Canada với tên gọi CADPAT và Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ với tên gọi MARPAT, ngụy trang kỹ thuật số kể từ đó đã chiếm lĩnh thị trường và được nhiều quân đội trên thế giới áp dụng. Điều thú vị là cả CADPAT và MARPAT đều không có sẵn để xuất khẩu, mặc dù thực tế là Hoa Kỳ không gặp vấn đề gì khi bán các hệ thống vũ khí tinh vi.
So sánh giữa các kiểu ngụy trang xe chiến đấu thông thường và kỹ thuật số
Mẫu CAPDAT Canada (Phiên bản rừng), Mẫu MARPAT cho Thủy quân lục chiến (Phiên bản sa mạc) và Mẫu Singapore mới
Advanced American Enterprise (AAE) đã công bố những cải tiến đối với loại chăn có thể ngụy trang thích ứng / chủ động (trong ảnh). Thiết bị, được chỉ định là Hệ thống Công nghệ Tàng hình (STS), có sẵn ở dạng hiển thị và NIR. Tuy nhiên, tuyên bố này lại làm dấy lên một lượng hoài nghi đáng kể.
Hiện tại, có một cách tiếp cận khác … Các nhà nghiên cứu tại Rensselier và Đại học Rice đã thu được vật liệu tối nhất mà con người từng tạo ra. Vật liệu này là một lớp phủ mỏng gồm các mảng ống nano carbon được sắp xếp lỏng lẻo; nó có độ phản xạ tổng thể là 0, 045%, tức là nó hấp thụ 99, 955% ánh sáng tới. Như vậy, vật chất đến rất gần với cái gọi là vật thể "siêu đen", có thể hầu như không nhìn thấy được. Ảnh cho thấy là vật liệu mới với độ phản xạ 0,045% (giữa), tối hơn đáng kể so với tiêu chuẩn phản xạ 1,4% của NIST (trái) và một mảnh carbon thủy tinh (phải)
Đầu ra
Các hệ thống ngụy trang chủ động dành cho lính bộ binh có thể giúp ích rất nhiều trong các hoạt động bí mật, đặc biệt là khi các hoạt động quân sự trong không gian đô thị đang trở nên phổ biến hơn. Các hệ thống ngụy trang truyền thống vẫn giữ nguyên màu sắc và hình dạng, tuy nhiên, trong không gian đô thị, màu sắc và hoa văn tối ưu có thể liên tục thay đổi mỗi phút.
Chỉ tìm kiếm một hệ thống ngụy trang hoạt động khả thi dường như không đủ để thực hiện sự phát triển cần thiết và tốn kém của công nghệ hiển thị, sức mạnh tính toán và năng lượng pin. Tuy nhiên, do thực tế là tất cả những điều này sẽ được yêu cầu trong các ứng dụng khác, nên có thể dự đoán được rằng ngành công nghiệp có thể phát triển các công nghệ dễ dàng thích ứng cho các hệ thống ngụy trang chủ động trong tương lai.
Trong khi đó, các hệ thống đơn giản hơn có thể được phát triển mà không tạo ra khả năng tàng hình hoàn hảo. Ví dụ, một hệ thống chủ động cập nhật màu gần đúng sẽ hữu ích hơn các hệ thống ngụy trang hiện có, bất kể hình ảnh lý tưởng có được hiển thị hay không. Ngoài ra, do hệ thống ngụy trang chủ động có thể hợp lý nhất khi vị trí của người quan sát được biết chính xác, nên có thể giả định rằng trong các giải pháp sớm nhất, một máy ảnh hoặc máy dò cố định có thể được sử dụng để ngụy trang. Tuy nhiên, hiện có một số lượng lớn các cảm biến và máy dò không hoạt động trong quang phổ khả kiến. Ví dụ, một microbol kế nhiệt hoặc cảm biến nhạy có thể dễ dàng xác định một đối tượng được che đậy bằng ngụy trang hoạt động trực quan.
