Re: [新聞] 中科院全數位紅外夜視鏡

[WaterFrog (水蛙大)]

原文恕刪


原文提到的不是一般利用光放管的夜視鏡，而是熱成像儀。


一般利用光放管的夜視鏡，是吸收環境的光線(可見光或近紅外光)，再利用光放管的光電
效應將光線增強(調亮)後再顯示出來。

https://www.youtube.com/watch?v=TMCNTHMBgak




熱成像儀則是接收物體發出的紅外輻射，再藉由處理器(晶片)把影像顯示出來

https://www.youtube.com/watch?v=pZakTbmzTKk



由於利用光放管的夜視鏡是吸收環境的光線，所以當環境是全黑的情況，夜視鏡能夠看到
畫面是一片黑或是一堆雜訊點

https://youtu.be/UAeJHAFjwPM?si=y7xPDXOG_7mAmY87&t=1000

像是上面影片中的PVS-31a，遇到全黑的情況，畫面就是一片雜訊

解決方式主要是增加光線，無論是空投紅外光照明彈亦或是像BNVD-1531一樣增設紅外照明
，以額外的光源照亮環境，讓目標顯現出來。只不過這樣做在大家都有夜視鏡的情況下無
異於暴露在敵人的視野中

(而且在夜視鏡增設紅外照明也會增加夜視鏡重量，增加士兵負擔，而這也是當初面向特戰
單位的PVS-31a沒有加裝照明的原因之一，而面向民用的BNVD-1531就沒有這個限制)



而熱成像儀則沒有這個困擾，因為基本上任何物體都會散發紅外輻射(遠紅外光)，所以只
要接收目標的紅外輻射，就可以知道物體在那

https://youtu.be/UAeJHAFjwPM?si=nb1bjO9rkuwob05C&t=1152

所以在PVS-31a無法使用的情況下，熱成像儀卻可以穿透黑暗，看到有人在走動



只是熱成像儀也是有缺點，除了大師提到的畫面延遲，真正最大的問題是敵我辨識

如同上面影片中提到，熱成像儀可以在一片漆黑起霧的情況下看到有人在走動，但是問題
是你怎麼知道那個人是敵是友，還是一般的平民?


不像光放管的夜視鏡主要還是以吸收可見光為主，所以臂章甚至是服裝的迷彩還勉強看的
到，熱成像儀只能看到人的形狀，所以在戰場上還需要其他辨認方式才能分辨敵我





目前我不清楚科科院要怎麼解決這個問題。而美軍的解法是將光放管和熱成像儀融合在一
起，也就是ENVG-B夜視鏡

https://youtu.be/1iDkVasHZog?si=cmHlwhIRe9PIqftM&t=100

ENVG-B夜視鏡大家比較熟悉的是利用AR將目標輪廓(外緣)增強，比較少人知道的是它也是
光放管和熱成像儀一體的設計。這樣做可以利用各自優點補足缺點，當然價格不低。







另外wahaha99的方法，也就是增加ISO值在部分微光場景可行，但是面對只有星光和月光的
情況下就沒有太大用處

https://youtu.be/UAeJHAFjwPM?si=AK7D82_qvSTAs3oC&t=120

同樣的影片，主持人有把攝影機的ISO開到最大，在室內有蠟蠋光的情況下還可以看到室內
畫面，但移到室外沒啥燈光的樹林情況，就只能看到樹林黑影和星光


所以在面對室外場景，還是得用光放管或是熱成像才比較可行

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→ wahaha99    : 我懷疑這個影片有沒有正確的設置相機,
→ wahaha99    : 好比說光圈有沒有設置正確, 以及相機的實際型號
→ wahaha99    : 能力也不明
→ wahaha99    : 我提供的影片是實際在星光下拍攝啊, 在ISO超過20萬
→ wahaha99    : 後整個場景都很清楚
你提供的影片其實多少都有其他光源，像是你文章的第一個影片

https://www.youtube.com/watch?v=JjWqI7kfrUM

其實畫面正中央就有篝火提供額外的照明

第二個影片更明顯，左右側以及後方都有城鎮和發電廠的燈光，中間的鐵架也有

https://www.youtube.com/watch?v=RkNZNcV-Th8

你本文下方提到的影片就更不用講，基本上都離不開城市的背景光源和室內光源。一般的
攝影機還是需要一些光源才可以拍的出畫面


唯一例外的是X27彩色夜視儀，廠商拍出來的影片確實很強，只是不確定體積能不能跟傳統
的PVS-14或PVS-31類似，不然就只能當車載或是駐地設備


→ wahaha99    : 當然, 你要說樹林下可能真的沒用, 因為連那點星光
→ wahaha99    : 也會被遮蓋掉, 這點光放管好不到哪去的
→ wahaha99    : (尤其是舊世代的光放管)
以前世代的光放管的確會有這個問題，不過現今第三代光放管的成像效果已經不差

https://www.youtube.com/watch?v=UgZvLvQuyEY


順道一提，上面影片中最後一段的攝影機，官方自己拍出來的影片展示是這樣

https://youtu.be/34TyMJP0Xcg?si=rLw-9MEvxDvFNAK_&t=29

我猜 SIONYX 官方拍的時候應該是在月光和星光都有的情況，所以拍出來效果不差


只能說在沒啥光的情況下，夜視鏡的效果還是遠勝一般攝影機


→ wahaha99    : https://youtu.be/Bj93o5vPgGo
→ wahaha99    : 像這篇是用不同快門 就會得到差異很大的亮度
→ wahaha99    : 你拉到3:02秒看 1/50s 亮的跟白天似的
→ wahaha99    : 那是50fps 20ms延遲
→ wahaha99    : 這還是講究還原畫質的數位相機 如果接受犧牲畫質
→ wahaha99    : 還能將低亮度的畫面用數位演算法拉上來
推 ryannieh    : 全數位化下敵我辨識反而好辦：數位微光夜視連顏色都
→ ryannieh    : 看得到，解像度也高得多，而數位化下影像融合比較容
→ ryannieh    : 易，所以多個影像感測器合起來可以看到的細節更多，
→ ryannieh    : 辨識會比較容易
就如同我上面提到的ENVG-B，直接拿2個系統融合，各取所長

→ fatcat0423  : 市面上常見的數位夜視基本上都還是卡在延遲、視角
→ fatcat0423  : 、遠近對焦速度
→ fatcat0423  : 但的確有比沒有好 1>0
→ fatcat0423  : 使用情境也有差異 一般特戰跑上跑下戰術動作切換需
→ fatcat0423  : 求高 但是一般定點監視根本不用太高的反應要求
一般駐點或是車載設備，因為沒有太多體積和重量限制，所以可以放大體積和重量來塞設
備，即便是像遙控槍塔用的熱成像儀，同一個時代的成像效果通常都比較好，更不用提裝
在戰車或是大型UAV上面的儀器

推 bunjie      : 夜視鏡真的要用到跑來跑去的應用 大概已經到敵軍登
→ bunjie      : 陸的巷戰了
→ bunjie      : 所以前面我才提到數位夜視鏡定點監視已經蠻好用了
推 vt1009      : 難怪以前看美國邊境警察抓偷渡客，直升機駕駛用IR
→ vt1009      : 攝影機指揮徒步警察包圍偷渡客，突然說我不知道那
→ vt1009      : 是你們還是偷渡客，徒步警察對一頭霧水的攝影師說
→ vt1009      :  人蛇集團也會準備無線電截聽警察頻率，拿著無線電
→ vt1009      : 動作很像警察，加上高度高畫面很模糊
針對這個問題，美軍是用紅外線辨識燈(裝在頭盔後上方)來讓空中單位辨認敵我

不過警察好像除了SWAT，一般單位好像就沒有類似的方法來辨認


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※ 編輯: WaterFrog (223.139.172.54 臺灣), 10/11/2025 21:46:12
推 nanozako    : 記得紅外線另外一個問題是，玻璃後面的人看不到
基本上只要紅外線隱蔽(偽裝網、能夠吸收紅外輻射的衣物)做得好，熱成像儀其實不好發
輝能力。不過這也適用於面臨光學偽裝做得好，夜視鏡也不一定管用

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※ 編輯: WaterFrog (223.139.172.54 臺灣), 10/11/2025 21:51:05
推 kuroro94    : 熱心而有趣的原理解說  看到有趣的東西了   謝蛙大
→ wahaha99    : 不過我們部隊就是啥也沒有, 只差沒拿牛屎塗眼睛了
→ wahaha99    : 要是有二代夜視鏡可以用我也不至於說有數位相機都
→ wahaha99    : 比較好
雖然光放管受到ITAR管制，但是會搞到連光放管數量都不夠的原因，我覺得主要還是國軍
(尤其是陸軍)本身不重視這一塊發展，沒有想過要怎麼加強這一塊能力

像是對面，即便算是管制名單的前列，但人家還是會想辦法搞到足夠數量的光放管用於反
向研發。而陸軍在這一塊感覺沒上多少心思處理。

推 chyx741021  : 感謝解說
推 balien99    : 敵我辨識？幾十塊的貼布就能做到的事情
推 balien99    : 敵我識別章連蝦皮都買得到
問題是要確保臂章在熱成像儀的畫面中有特殊性，例如:臂章可以吸收更多紅外輻射，讓臂
章在畫面中保持全黑或深灰。而且使用久了效果可能會退化。

比較可行的方法除了我上面說的多個系統整合，加強辨識，還有個方法是利用紅外線辨識
燈，利用不同閃爍頻率來辨識。雖然紅外線辨識燈主要是近紅外線，不過調整一下光譜應
該是辦的到



※ 編輯: WaterFrog (223.139.172.54 臺灣), 10/12/2025 00:17:24
→ ryannieh    : 影像延遲不是IR的問題，而是數位系統的問題。ENVG B
→ ryannieh    : 也不是真的影像融合，它就是個半數位系統去兼顧兩個
→ ryannieh    : 系統的優點而已
推 kkttaipeityy: w大拿來舉例的都是全片幅相機阿，夜間拍攝效果很不
→ kkttaipeityy: 錯是當然。但Sigma FP已經是目前最小的全片幅相機
→ kkttaipeityy: ，在搭配35 F1.4鏡頭後的大小顯然不適合黏在士兵頭
→ kkttaipeityy: 上啊啊啊XD
→ kkttaipeityy: 全片幅相機對標的是武器站/哨站光電頭，夜視鏡尺寸
→ kkttaipeityy: 的CMOS應該不大於1吋，1吋卡片機的夜間拍攝效果就
→ kkttaipeityy: 很差了
推 MartianIT   : 1吋沒關係 像素大一點夜視效果比較好 特別是QE>80%
推 balien99    : 需要什麼特殊性，講一堆唬爛功能繞一大圈以為自己
→ balien99    : 很專業喔，超簡單的敵我識別裝置幾十塊就解決的事情
→ balien99    : 在那邊繞來繞去的，笑死～滿黃埔醬缸的
→ balien99    : 那種感覺