Незалежний тест Arkayne “Night Vision Intensifier Tube Showdown” став унікальним випадком прямого порівняння ключових електронно-оптичних перетворювачів (ЕОП) для нічного бачення. У контрольованих умовах каліброваної темної кімнати одночасно випробували чотири сучасні підсилювачі зображення: Photonis Echo (Gen 2+), Photonis 4G, L3 Harris Gen 3 та Elbit Gen 3. Це дослідження важливе, оскільки в реальних умовах нічного середовища неможливо забезпечити стабільний рівень освітлення для об’єктивного “лобового” зіставлення – різні ділянки сцени можуть мати різне підсвітлення, що змішує карти переваг і недоліків кожної технології. Команда Arkayne вирішила цю проблему, провівши тест в ізольованому середовищі з фіксованими рівнями яскравості, де всі трубки працювали за однакових умов. Результати дозволяють технічно проаналізувати особливості кожної технології без маркетингових упереджень і показують, що номер “покоління” ще не гарантує переваги в реальній якості зображення.
Методологія випробувань: Експеримент проводився у спеціально обладнаній темній кімнаті на базі Photonis, проте тестери підкреслюють повну незалежність – Photonis лише надала приміщення без жодного впливу на процес чи фінальні оцінки. Для всіх чотирьох ЕОП застосували ідентичні налаштування камери (Canon R5C через адаптер PVS-14) і оптики, знявши відео при фіксованій витримці, ISO та балансу білого. Жодних змін в експозиції між трубками не вносилось, що гарантує коректне порівняння «картинка до картинки». Також завдяки каліброваному освітленню уникнули коливань яскравості протягом зйомки. Для моделювання різної нічної обстановки послідовно встановлювали п’ять рівнів освітленості від NL1 до NL5 (Night Level 1–5), де NL1 відповідає яскравій ночі при повному місяці, а NL5 – надзвичайно темній безмісячній ночі лише зі слабким зоряним світлом (умови, за яких людське око взагалі нічого не бачить). Подібна методика дозволила зафіксувати роботу ЕОП в межах усього діапазону освітленості – від майже ідеальних до гранично складних. Варто зазначити, що всі протестовані зразки мали типові високі характеристики, але не були «вибірково еталонними», тож отримані висновки репрезентативні для сучасних серійних трубок.
Незалежний тест Arkayne “Night Vision Intensifier Tube Showdown” став унікальним випадком прямого порівняння ключових електронно-оптичних перетворювачів (ЕОП) для нічного бачення. У контрольованих умовах каліброваної темної кімнати одночасно випробували чотири сучасні підсилювачі зображення: Photonis Echo (Gen 2+), Photonis 4G, L3 Harris Gen 3 та Elbit Gen 3. Це дослідження важливе, оскільки в реальних умовах нічного середовища неможливо забезпечити стабільний рівень освітлення для об’єктивного “лобового” зіставлення – різні ділянки сцени можуть мати різне підсвітлення, що змішує карти переваг і недоліків кожної технології. Команда Arkayne вирішила цю проблему, провівши тест в ізольованому середовищі з фіксованими рівнями яскравості, де всі трубки працювали за однакових умов. Результати дозволяють технічно проаналізувати особливості кожної технології без маркетингових упереджень і показують, що номер “покоління” ще не гарантує переваги в реальній якості зображення.
Методологія випробувань: Експеримент проводився у спеціально обладнаній темній кімнаті на базі Photonis, проте тестери підкреслюють повну незалежність – Photonis лише надала приміщення без жодного впливу на процес чи фінальні оцінки. Для всіх чотирьох ЕОП застосували ідентичні налаштування камери (Canon R5C через адаптер PVS-14) і оптики, знявши відео при фіксованій витримці, ISO та балансу білого. Жодних змін в експозиції між трубками не вносилось, що гарантує коректне порівняння «картинка до картинки». Також завдяки каліброваному освітленню уникнули коливань яскравості протягом зйомки. Для моделювання різної нічної обстановки послідовно встановлювали п’ять рівнів освітленості від NL1 до NL5 (Night Level 1–5), де NL1 відповідає яскравій ночі при повному місяці, а NL5 – надзвичайно темній безмісячній ночі лише зі слабким зоряним світлом (умови, за яких людське око взагалі нічого не бачить). Подібна методика дозволила зафіксувати роботу ЕОП в межах усього діапазону освітленості – від майже ідеальних до гранично складних. Варто зазначити, що всі протестовані зразки мали типові високі характеристики, але не були «вибірково еталонними», тож отримані висновки репрезентативні для сучасних серійних трубок.
ЕОП та технології, залучені до порівняння
- Photonis Echo (Gen 2+). Ця електронно-оптична трубка належить до покоління 2+, проте демонструє характеристики, близькі до «класичних» Gen 3. Вона має низький власний фон (низьке EBI – еквівалентну фонову підсвітку) та помірний коефіцієнт підсилення яскравості. Echo забезпечує збалансоване зображення з високим контрастом і низьким рівнем шуму, особливо в умовах помірного та високого освітлення. У тесті її було включено як репрезентативний зразок Gen 2+, щоб показати, що номер покоління сам по собі не визначає якість зображення – навіть «не Gen 3» може забезпечити конкурентний результат.
- Photonis 4G Топова серія ЕОП від Photonis, яка технічно є Gen 2+, але за рахунок технологій виконання досягає характеристик Gen 3. Відзначається розширеною спектральною чутливістю приблизно до 1100 нм (спеціальний наноструктурований фотокатод типу HyMa). Це означає, що трубка «бачить» випромінювання, недоступне для стандартних Gen 3, зокрема інфрачервоне підсвічування близько 1064 нм. Номінальне підсилення 4G дещо нижче, ніж у класичних Gen 3, проте це компенсується відмінним автогейтом, контрастністю і здатністю зберігати деталізацію сцени. Photonis 4G створена як універсальне рішення для стабільно високої якості зображення за різних умов освітлення (саме поняття «4G стандарт» включає вимоги до мінімального FOM ≥ 1800, роздільності >57 lp/mm навіть у шумній освітленості та малого гало ~0,75 мм). Тобто 4G розрахована витримувати і глибоку темряву, і інтенсивне світло без критичного погіршення картинки.
- L3 Harris Gen 3. Один із еталонних зразків покоління 3, виробництва L3 Harris (США). Ця трубка виготовлена за технологією GaAs-фотокатода; у сучасному виконанні найчастіше без іонно-блокуючої плівки (filmless) або з тонкою плівкою (thin-filmed) для підвищення чутливості. Відмінні риси L3 Gen 3 – дуже високий коефіцієнт підсилення світла (до 50 000× і більше), великий сигнал/шум (SNR), але спектральний діапазон обмежується приблизно 900 нм (ефективність різко спадає після ~950 нм). Через високу чутливість до червоної та ближньої ІЧ-частини спектру Gen 3 чудово працюють у майже повній темряві, проте побічним ефектом є більший «ореол» (halo) навколо яскравих точкових об’єктів (~1 мм у типових трубок) і схильність до «засвічення» та втрати роздільності в надто світлих сценах. Автогейтинг (AGC) присутній у більшості Gen 3, але швидкодія може поступатися Photonis.
- Elbit Gen 3. ЕОП від Elbit Systems (США) також належить до покоління 3 з тонкоплівковою архітектурою. За своїми базовими характеристиками (підсилення, SNR, роздільна здатність) сучасні трубки Elbit дуже близькі до L3 Harris, оскільки виробники дотримуються спільних військових стандартів. У тесті застосовувався зразок Elbit XLSH Gen 3 (білий фосфор, автогейтінг), який має типову для Gen 3 чутливість до ~900 нм та високий FOM. Поведінка Elbit в яскравих умовах подібна до L3 – можливе «вигоряння» центру зображення та широкі гало при сильних засвітках. Водночас конкретний екземпляр Elbit показав дещо вищу яскравість у дуже темних сценах порівняно з L3, що може вказувати на більший загальний підсилювач або налаштування АГК.
ЕОП та технології, залучені до порівняння
- Photonis Echo (Gen 2+). Ця електронно-оптична трубка належить до покоління 2+, проте демонструє характеристики, близькі до «класичних» Gen 3. Вона має низький власний фон (низьке EBI – еквівалентну фонову підсвітку) та помірний коефіцієнт підсилення яскравості. Echo забезпечує збалансоване зображення з високим контрастом і низьким рівнем шуму, особливо в умовах помірного та високого освітлення. У тесті її було включено як репрезентативний зразок Gen 2+, щоб показати, що номер покоління сам по собі не визначає якість зображення – навіть «не Gen 3» може забезпечити конкурентний результат.
- Photonis 4G Топова серія ЕОП від Photonis, яка технічно є Gen 2+, але за рахунок технологій виконання досягає характеристик Gen 3. Відзначається розширеною спектральною чутливістю приблизно до 1100 нм (спеціальний наноструктурований фотокатод типу HyMa). Це означає, що трубка «бачить» випромінювання, недоступне для стандартних Gen 3, зокрема інфрачервоне підсвічування близько 1064 нм. Номінальне підсилення 4G дещо нижче, ніж у класичних Gen 3, проте це компенсується відмінним автогейтом, контрастністю і здатністю зберігати деталізацію сцени. Photonis 4G створена як універсальне рішення для стабільно високої якості зображення за різних умов освітлення (саме поняття «4G стандарт» включає вимоги до мінімального FOM ≥ 1800, роздільності >57 lp/mm навіть у шумній освітленості та малого гало ~0,75 мм). Тобто 4G розрахована витримувати і глибоку темряву, і інтенсивне світло без критичного погіршення картинки.
- L3 Harris Gen 3. Один із еталонних зразків покоління 3, виробництва L3 Harris (США). Ця трубка виготовлена за технологією GaAs-фотокатода; у сучасному виконанні найчастіше без іонно-блокуючої плівки (filmless) або з тонкою плівкою (thin-filmed) для підвищення чутливості. Відмінні риси L3 Gen 3 – дуже високий коефіцієнт підсилення світла (до 50 000× і більше), великий сигнал/шум (SNR), але спектральний діапазон обмежується приблизно 900 нм (ефективність різко спадає після ~950 нм). Через високу чутливість до червоної та ближньої ІЧ-частини спектру Gen 3 чудово працюють у майже повній темряві, проте побічним ефектом є більший «ореол» (halo) навколо яскравих точкових об’єктів (~1 мм у типових трубок) і схильність до «засвічення» та втрати роздільності в надто світлих сценах. Автогейтинг (AGC) присутній у більшості Gen 3, але швидкодія може поступатися Photonis.
- Elbit Gen 3. ЕОП від Elbit Systems (США) також належить до покоління 3 з тонкоплівковою архітектурою. За своїми базовими характеристиками (підсилення, SNR, роздільна здатність) сучасні трубки Elbit дуже близькі до L3 Harris, оскільки виробники дотримуються спільних військових стандартів. У тесті застосовувався зразок Elbit XLSH Gen 3 (білий фосфор, автогейтінг), який має типову для Gen 3 чутливість до ~900 нм та високий FOM. Поведінка Elbit в яскравих умовах подібна до L3 – можливе «вигоряння» центру зображення та широкі гало при сильних засвітках. Водночас конкретний екземпляр Elbit показав дещо вищу яскравість у дуже темних сценах порівняно з L3, що може вказувати на більший загальний підсилювач або налаштування АГК.
Методика тесту та можливі обмеження
Для коректного розуміння результатів варто врахувати особливості тестування. Калібрована темна кімната забезпечила фіксовані умови освітлення Night Level 1–5, які відповідали реальним сценаріям від місячної ночі до повної темряви. Це дозволило послідовно оцінити роботу кожного ЕОП при поступовому зменшенні світла, спостерігаючи момент, коли зображення починає деградувати. В реальному світі такий “лабораторний” підхід майже нездійсненний, тож метод суттєво підвищує об’єктивність порівняння. З іншого боку, використання камерної системи накладає певні нюанси: людське око може трохи інакше сприймати яскравість та шум, ніж сенсор камери. Проте всі відмінності між трубками на відео є відносними – налаштування для всіх були однаковими, отже висновки про переваги однієї трубки над іншою залишаються справедливими. Ще один момент: кожен ЕОП має свої паспортні характеристики, і результати справедливі саме для протестованих зразків (усі вони, втім, знаходились в межах типових значень своїх моделей). Тест не враховував довготривалу роботу чи ресурс трубок – лише миттєве зображення за певних умов. Таким чином, висновки стосуються саме якості та стабільності зображення, а не надійності чи строку служби. В цілому, методика випробувань є прозорою і придатною для технічного аналізу: рівні освітлення повторювані, стороннього втручання виробників не було, а всі ключові показники (контраст, роздільність, шум, засвітки) видно неозброєним оком на знятих матеріалах.
Методика тесту та можливі обмеження
Для коректного розуміння результатів варто врахувати особливості тестування. Калібрована темна кімната забезпечила фіксовані умови освітлення Night Level 1–5, які відповідали реальним сценаріям від місячної ночі до повної темряви. Це дозволило послідовно оцінити роботу кожного ЕОП при поступовому зменшенні світла, спостерігаючи момент, коли зображення починає деградувати. В реальному світі такий “лабораторний” підхід майже нездійсненний, тож метод суттєво підвищує об’єктивність порівняння. З іншого боку, використання камерної системи накладає певні нюанси: людське око може трохи інакше сприймати яскравість та шум, ніж сенсор камери. Проте всі відмінності між трубками на відео є відносними – налаштування для всіх були однаковими, отже висновки про переваги однієї трубки над іншою залишаються справедливими. Ще один момент: кожен ЕОП має свої паспортні характеристики, і результати справедливі саме для протестованих зразків (усі вони, втім, знаходились в межах типових значень своїх моделей). Тест не враховував довготривалу роботу чи ресурс трубок – лише миттєве зображення за певних умов. Таким чином, висновки стосуються саме якості та стабільності зображення, а не надійності чи строку служби. В цілому, методика випробувань є прозорою і придатною для технічного аналізу: рівні освітлення повторювані, стороннього втручання виробників не було, а всі ключові показники (контраст, роздільність, шум, засвітки) видно неозброєним оком на знятих матеріалах.
Повне відео незалежного тесту: Photonis Gen 2+ проти Gen 3
Нижче — оригінальний відеозапис повного польового тесту від Arkayne, який став основою для порівняльного аналізу в цій статті. Демонструється реальна поведінка приладів з ЕОП Photonis Gen 2+ та американських Gen 3 thin/filmless в умовах різного рівня освітленості (від NL1 до освітленого фону), з використанням ІЧ-лазерів, міських джерел світла та природного фону.
Відео демонструє, що Photonis Gen 2+ у багатьох прикладних умовах (особливо у місті, на фоні змішаного освітлення) не поступається Gen 3, а в деяких аспектах — навіть перевершує, завдяки меншим гало-ефектам, стабільнішому зображенню та розширеній спектральній чутливості.
Повне відео незалежного тесту: Photonis Gen 2+ проти Gen 3
Нижче — оригінальний відеозапис повного польового тесту від Arkayne, який став основою для порівняльного аналізу в цій статті. Демонструється реальна поведінка приладів з ЕОП Photonis Gen 2+ та американських Gen 3 thin/filmless в умовах різного рівня освітленості (від NL1 до освітленого фону), з використанням ІЧ-лазерів, міських джерел світла та природного фону.
Відео демонструє, що Photonis Gen 2+ у багатьох прикладних умовах (особливо у місті, на фоні змішаного освітлення) не поступається Gen 3, а в деяких аспектах — навіть перевершує, завдяки меншим гало-ефектам, стабільнішому зображенню та розширеній спектральній чутливості.
Продуктивність за різних рівнів освітленості (NL1, NL2…)
Яскраві умови (Night Level 1): При рівні NL1, що еквівалентний ясній місячній ночі, усі сучасні ЕОП очікувано забезпечують чітке й контрастне зображення. На відеокадрах випробувань видно, що за таких відносно сприятливих умов різниця між Photonis 4G, Photonis Echo, L3 та Elbit мінімальна – жодна трубка не «провалює» сцену, придатність для навігації відмінна у всіх чотирьох випадках. Проте вже на цьому найвищому рівні помітні тонкі відмінності в характері зображення. Зокрема, обидва Photonis (Echo і 4G) виділяються кращим локальним контрастом і виразнішою передачею глибини сцени. Спостерігачі відзначили, що дрібні деталі та відтінки освітлення вдалині легше розрізнити саме на трубках Photonis у світлих нічних умовах. Це можна пояснити тим, що Gen 2+ технологія має більшу динамічну широту: вона не «пересвічує» зображення при достатній кількості світла, тоді як Gen 3 може дещо компресувати контраст через автоматичне обмеження надлишкового підсилення. В підсумку на NL1 всі кандидати продемонстрували фактично однакову далекість бачення, але Photonis дали «живішу» картинку, ближчу до денного сприйняття (чіткі тіні, краща перспектива глибини).
Помірні умови (Night Level 2): На рівні NL2 (хмарна ніч із місяцем) починають проявлятися відмінності, пов’язані з підсиленням кожної трубки. Зображення з Photonis Echo було помітно темнішим – ця Gen 2+ трубка має найменший коефіцієнт gain серед четвірки. Водночас Photonis 4G показала яскравість майже на рівні обох американських Gen 3, що вразило багатьох: попри номінально нижчий SNR/гейн, 4G практично не відставала за яскравістю від L3 та Elbit. Останні дві трубки (L3 і Elbit) забезпечили трохи світліше зображення на NL2, підтвердивши свою перевагу у посиленні сигналу. Втім, різниця не була драматичною – всі чотири прилади на NL2 все ще давали цілком придатну для спостереження картинку, і жодного додаткового ІЧ-освітлення не знадобилося. У реальних умовах приблизно такі рівні освітлення трапляються досить часто (нічне небо з частковою хмарністю), тому важливо, що навіть трубка Gen 2+ може «тягнути» таку сцену. Старіші покоління чи низькоспецифіковані трубки на NL2 вже би «просідали» – з’явився б сильний шум чи недостатня яскравість. Натомість усі протестовані сучасні ЕОП витримали NL2, хоча Echo й працювала ближче до порогу своїх можливостей (темні зони почали губитися раніше). Photonis 4G, маючи гібридну технологію, продемонструвала, що за помірної темряви вона майже не поступається Gen 3, попри нижчий FOM – фактично підтверджуючи тезу, що одна лише цифра FOM не гарантує кращої видимості (адже 4G мала найнижчий FOM серед четвірки, але реальна картинка залишалася конкурентною).
Темрява на межі можливостей (NL3–NL5): Перехід до рівнів Night Level 3 і нижче висвітив ключові компроміси між технологіями. На NL3 (чверть місяця) три трубки – Photonis 4G, Elbit та L3 – все ще були приблизно на одному рівні по якості зображення. Photonis Echo (Gen 2+) на цьому етапі почала помітно відставати: її зображення стало значно шумнішим і темнішим, в той час як інші три прилади зберігали прийнятну чіткість. Насправді Arkayne відзначає, що NL3 – це поріг, після якого трубки з нижчим FOM (≈1400–1600) «відсіюються» із числа ефективних. Echo з FOM ~2600 ще не була «низькоспецифікованою», але менший gain дався взнаки – для комфортного бачення на NL3 їй вже б знадобився ІЧ-ліхтар. Натомість Photonis 4G (FOM ~2250) завдяки кращій чутливості в інфрачервоному та, можливо, агресивнішому автогейту, трималася на рівні з Gen 3 аж до цієї чвертьмісячної темряви. Лише на Night Level 4 (безмісячна ясна ніч зі зірками) навіть топові трубки опинилися на межі своїх можливостей. Усі чотири дали дуже темну картинку з переважанням шуму; проте різниця полягала в ступені цієї деградації. Photonis Echo на NL4 забезпечила найслабше зображення – розрізняти деталі було вкрай важко, рухатися “наприкінці світу” з Echo було б ризиковано. Elbit Gen 3, навпаки, продемонструвала найяскравіше зображення серед четвірки на цьому рівні: її підсилення спрацювало по максимуму, видавши трохи більше світлого сигналу (ціною ще більшого шуму). L3 Harris Gen 3 також щось показала, але не краще за Elbit. Photonis 4G залишалася десь посередині – темнувато, але трохи чіткіше за Echo. Важливо, що навіть «усемогутня» L3 на NL4 ледь малювала обриси сцени. За таких умов (дуже слабке зоряне світло) жоден пасивний ЕОП не дасть повноцінної картинки, тож різниця між хорошими трубками вже невелика – всі потребують підсвічування чи переходу на тепловізор. На крайньому рівні NL5 (суцільна хмарність і нема навіть зірок) виявилося, що взагалі жодна трубка не здатна працювати, результат показує, що навіть з L3 майже нічого не видно. Це підкреслює фундаментальний факт: для аналогового нічного бачення потрібне хоча б якесь зовнішнє світло. Надвисокий gain не рятує, коли немає фотонів: він лише посилює власний шум ЕОП. Автори тесту окремо зазначають, що трубки з «шалено високим гейном» часто не дають виграшу в темряві, бо натомість підсилюють шум настільки, що корисного сигналу не додається. Практично це означає, що на рівні NL4–NL5 усім користувачам нічного бачення знадобиться якісний ІЧ-іллюмінатор або лазер для підсвітки, незалежно від того, Gen 3 це чи Gen 2+.
Продуктивність за різних рівнів освітленості (NL1, NL2…)
Яскраві умови (Night Level 1): При рівні NL1, що еквівалентний ясній місячній ночі, усі сучасні ЕОП очікувано забезпечують чітке й контрастне зображення. На відеокадрах випробувань видно, що за таких відносно сприятливих умов різниця між Photonis 4G, Photonis Echo, L3 та Elbit мінімальна – жодна трубка не «провалює» сцену, придатність для навігації відмінна у всіх чотирьох випадках. Проте вже на цьому найвищому рівні помітні тонкі відмінності в характері зображення. Зокрема, обидва Photonis (Echo і 4G) виділяються кращим локальним контрастом і виразнішою передачею глибини сцени. Спостерігачі відзначили, що дрібні деталі та відтінки освітлення вдалині легше розрізнити саме на трубках Photonis у світлих нічних умовах. Це можна пояснити тим, що Gen 2+ технологія має більшу динамічну широту: вона не «пересвічує» зображення при достатній кількості світла, тоді як Gen 3 може дещо компресувати контраст через автоматичне обмеження надлишкового підсилення. В підсумку на NL1 всі кандидати продемонстрували фактично однакову далекість бачення, але Photonis дали «живішу» картинку, ближчу до денного сприйняття (чіткі тіні, краща перспектива глибини).
Помірні умови (Night Level 2): На рівні NL2 (хмарна ніч із місяцем) починають проявлятися відмінності, пов’язані з підсиленням кожної трубки. Зображення з Photonis Echo було помітно темнішим – ця Gen 2+ трубка має найменший коефіцієнт gain серед четвірки. Водночас Photonis 4G показала яскравість майже на рівні обох американських Gen 3, що вразило багатьох: попри номінально нижчий SNR/гейн, 4G практично не відставала за яскравістю від L3 та Elbit. Останні дві трубки (L3 і Elbit) забезпечили трохи світліше зображення на NL2, підтвердивши свою перевагу у посиленні сигналу. Втім, різниця не була драматичною – всі чотири прилади на NL2 все ще давали цілком придатну для спостереження картинку, і жодного додаткового ІЧ-освітлення не знадобилося. У реальних умовах приблизно такі рівні освітлення трапляються досить часто (нічне небо з частковою хмарністю), тому важливо, що навіть трубка Gen 2+ може «тягнути» таку сцену. Старіші покоління чи низькоспецифіковані трубки на NL2 вже би «просідали» – з’явився б сильний шум чи недостатня яскравість. Натомість усі протестовані сучасні ЕОП витримали NL2, хоча Echo й працювала ближче до порогу своїх можливостей (темні зони почали губитися раніше). Photonis 4G, маючи гібридну технологію, продемонструвала, що за помірної темряви вона майже не поступається Gen 3, попри нижчий FOM – фактично підтверджуючи тезу, що одна лише цифра FOM не гарантує кращої видимості (адже 4G мала найнижчий FOM серед четвірки, але реальна картинка залишалася конкурентною).
Темрява на межі можливостей (NL3–NL5): Перехід до рівнів Night Level 3 і нижче висвітив ключові компроміси між технологіями. На NL3 (чверть місяця) три трубки – Photonis 4G, Elbit та L3 – все ще були приблизно на одному рівні по якості зображення. Photonis Echo (Gen 2+) на цьому етапі почала помітно відставати: її зображення стало значно шумнішим і темнішим, в той час як інші три прилади зберігали прийнятну чіткість. Насправді Arkayne відзначає, що NL3 – це поріг, після якого трубки з нижчим FOM (≈1400–1600) «відсіюються» із числа ефективних. Echo з FOM ~2600 ще не була «низькоспецифікованою», але менший gain дався взнаки – для комфортного бачення на NL3 їй вже б знадобився ІЧ-ліхтар. Натомість Photonis 4G (FOM ~2250) завдяки кращій чутливості в інфрачервоному та, можливо, агресивнішому автогейту, трималася на рівні з Gen 3 аж до цієї чвертьмісячної темряви. Лише на Night Level 4 (безмісячна ясна ніч зі зірками) навіть топові трубки опинилися на межі своїх можливостей. Усі чотири дали дуже темну картинку з переважанням шуму; проте різниця полягала в ступені цієї деградації. Photonis Echo на NL4 забезпечила найслабше зображення – розрізняти деталі було вкрай важко, рухатися “наприкінці світу” з Echo було б ризиковано. Elbit Gen 3, навпаки, продемонструвала найяскравіше зображення серед четвірки на цьому рівні: її підсилення спрацювало по максимуму, видавши трохи більше світлого сигналу (ціною ще більшого шуму). L3 Harris Gen 3 також щось показала, але не краще за Elbit. Photonis 4G залишалася десь посередині – темнувато, але трохи чіткіше за Echo. Важливо, що навіть «усемогутня» L3 на NL4 ледь малювала обриси сцени. За таких умов (дуже слабке зоряне світло) жоден пасивний ЕОП не дасть повноцінної картинки, тож різниця між хорошими трубками вже невелика – всі потребують підсвічування чи переходу на тепловізор. На крайньому рівні NL5 (суцільна хмарність і нема навіть зірок) виявилося, що взагалі жодна трубка не здатна працювати, результат показує, що навіть з L3 майже нічого не видно. Це підкреслює фундаментальний факт: для аналогового нічного бачення потрібне хоча б якесь зовнішнє світло. Надвисокий gain не рятує, коли немає фотонів: він лише посилює власний шум ЕОП. Автори тесту окремо зазначають, що трубки з «шалено високим гейном» часто не дають виграшу в темряві, бо натомість підсилюють шум настільки, що корисного сигналу не додається. Практично це означає, що на рівні NL4–NL5 усім користувачам нічного бачення знадобиться якісний ІЧ-іллюмінатор або лазер для підсвітки, незалежно від того, Gen 3 це чи Gen 2+.
Контраст, сприйняття глибини та артефакти зображення
Тест наочно продемонстрував, що якість картинки визначається не тільки яскравістю, але й здатністю трубки зберігати контраст, деталізацію та придушувати небажані оптичні ефекти. Вже на найсвітлішому рівні NL1 було помітно, що Photonis (Echo і 4G) дають більш контрастне зображення, де об’єкти чіткіше відмежовані від фону. Це позитивно впливає на глибинне сприйняття: око краще «читає» відстані за рахунок тіней та дрібних деталей рельєфу, які Photonis не “загладжує” надмірним підсиленням. Натомість у Gen 3 трубках при достатньому освітленні спрацьовує автоматичне зниження gain (Automatic Brightness Control), що може зменшувати локальний контраст – картинка виглядає більш «плоскою». Особливо різниця стала очевидною при випробуванні з яскравим точковим підсвічуванням: усі чотири ЕОП одночасно підсвітили інфрачервоним лазерним модулем DBAL D2 (потужним ІЧ-ліхтарем). В цій ситуації обидва Photonis практично без втрат перенесли засвітку – їх зображення зберегли різкість у центрі та читабельність навколо джерела світла. Натомість на L3 та Elbit спостерігалося сильне “вигорання” центру: значна частина кадру стала надміру яскравою та розмитою. Фактично, Gen 3 трубки показали втрату роздільної здатності в умовах підсвічування – явище, яке підтверджується і технічними характеристиками. За даними тесту, роздільність у центрі у L3 при високому освітленні може впасти до ~50% від номінального значення в темряві. Для користувача це означає, що, наприклад, при погляді на дорогу з увімкненими фарами або під час раптового спалаху світла (вибух, ліхтар супротивника) Gen 3 забезпечить істотно гіршу чіткість – з’явиться ефект засвіченого «провалу» деталей. Трубки Photonis виявилися стійкішими: їхній автоматичний контроль яскравості швидко зреагував, і вони мінімізували ефекти blooming (розбігання яскравості) та halo (ореолу) навколо джерела. В результаті, на кадрах з DBAL D2, зображення від Photonis зберегли текстуру і контури об’єктів, тоді як L3/Elbit мали значні засвітлені плями. Цей тест підкреслює перевагу Photonis у високій динаміці: Gen 2+ технологія здатна краще тримати контраст при різкій зміні освітлення. Подібні висновки підтверджуються й незалежними експертами: сучасні Gen 2+ (наприклад, Photonis) “виграють у широті динаміки – краще переносять зміни освітлення, мають менший гало” порівняно з класичними Gen 3.
Окремо слід зазначити різницю в ефекті «halo» – видимого світлового ореолу навколо яскравих точок (ліхтарів, зірок, фар). У документації зазначено, що у неплівкових Photonis типове значення гало ~0,7 мм, тоді як у більшості Gen 3 ~0,9–1,2 мм. Менший ореол означає, що яскраве світло менше “розмазується” по зображенню, залишаючи більше корисної області для сприйняття об’єктів поруч. На практиці це виливається в те, що, наприклад, дивлячись на вуличний ліхтар, користувач Photonis все ще розрізняє оточення навколо лампи, тоді як для користувача Gen 3 цей ліхтар може частково засліпити ділянку поля зору. Тест продемонстрував цю різницю: при зустрічному освітленні (імітація фар) зображення Photonis зберігало видимість “крізь” засвітку, а Gen 3 – майже повністю «гасили» дрібні деталі перед джерелом світла. Такі артефакти, як великі гало та blooming, потенційно небезпечні, бо можуть приховати цілі або перешкоди. Таким чином, за критеріями контрастності, глибини сцени та опору засвіченню, рішення від Photonis (Gen 2+/4G) мають технічну перевагу над типовими Gen 3. Водночас Gen 3 традиційно перевершують в іншому параметрі – здатності «витягнути» зображення в граничній темряві. Цей компроміс детально розглянуто далі при аналізі чутливості в ІЧ-діапазоні та значення FOM.
Контраст, сприйняття глибини та артефакти зображення
Тест наочно продемонстрував, що якість картинки визначається не тільки яскравістю, але й здатністю трубки зберігати контраст, деталізацію та придушувати небажані оптичні ефекти. Вже на найсвітлішому рівні NL1 було помітно, що Photonis (Echo і 4G) дають більш контрастне зображення, де об’єкти чіткіше відмежовані від фону. Це позитивно впливає на глибинне сприйняття: око краще «читає» відстані за рахунок тіней та дрібних деталей рельєфу, які Photonis не “загладжує” надмірним підсиленням. Натомість у Gen 3 трубках при достатньому освітленні спрацьовує автоматичне зниження gain (Automatic Brightness Control), що може зменшувати локальний контраст – картинка виглядає більш «плоскою». Особливо різниця стала очевидною при випробуванні з яскравим точковим підсвічуванням: усі чотири ЕОП одночасно підсвітили інфрачервоним лазерним модулем DBAL D2 (потужним ІЧ-ліхтарем). В цій ситуації обидва Photonis практично без втрат перенесли засвітку – їх зображення зберегли різкість у центрі та читабельність навколо джерела світла. Натомість на L3 та Elbit спостерігалося сильне “вигорання” центру: значна частина кадру стала надміру яскравою та розмитою. Фактично, Gen 3 трубки показали втрату роздільної здатності в умовах підсвічування – явище, яке підтверджується і технічними характеристиками. За даними тесту, роздільність у центрі у L3 при високому освітленні може впасти до ~50% від номінального значення в темряві. Для користувача це означає, що, наприклад, при погляді на дорогу з увімкненими фарами або під час раптового спалаху світла (вибух, ліхтар супротивника) Gen 3 забезпечить істотно гіршу чіткість – з’явиться ефект засвіченого «провалу» деталей. Трубки Photonis виявилися стійкішими: їхній автоматичний контроль яскравості швидко зреагував, і вони мінімізували ефекти blooming (розбігання яскравості) та halo (ореолу) навколо джерела. В результаті, на кадрах з DBAL D2, зображення від Photonis зберегли текстуру і контури об’єктів, тоді як L3/Elbit мали значні засвітлені плями. Цей тест підкреслює перевагу Photonis у високій динаміці: Gen 2+ технологія здатна краще тримати контраст при різкій зміні освітлення. Подібні висновки підтверджуються й незалежними експертами: сучасні Gen 2+ (наприклад, Photonis) “виграють у широті динаміки – краще переносять зміни освітлення, мають менший гало” порівняно з класичними Gen 3.
Окремо слід зазначити різницю в ефекті «halo» – видимого світлового ореолу навколо яскравих точок (ліхтарів, зірок, фар). У документації зазначено, що у неплівкових Photonis типове значення гало ~0,7 мм, тоді як у більшості Gen 3 ~0,9–1,2 мм. Менший ореол означає, що яскраве світло менше “розмазується” по зображенню, залишаючи більше корисної області для сприйняття об’єктів поруч. На практиці це виливається в те, що, наприклад, дивлячись на вуличний ліхтар, користувач Photonis все ще розрізняє оточення навколо лампи, тоді як для користувача Gen 3 цей ліхтар може частково засліпити ділянку поля зору. Тест продемонстрував цю різницю: при зустрічному освітленні (імітація фар) зображення Photonis зберігало видимість “крізь” засвітку, а Gen 3 – майже повністю «гасили» дрібні деталі перед джерелом світла. Такі артефакти, як великі гало та blooming, потенційно небезпечні, бо можуть приховати цілі або перешкоди. Таким чином, за критеріями контрастності, глибини сцени та опору засвіченню, рішення від Photonis (Gen 2+/4G) мають технічну перевагу над типовими Gen 3. Водночас Gen 3 традиційно перевершують в іншому параметрі – здатності «витягнути» зображення в граничній темряві. Цей компроміс детально розглянуто далі при аналізі чутливості в ІЧ-діапазоні та значення FOM.
Інфрачервона чутливість понад 900 нм: практичні аспекти
Одним із найбільш відомих технічних відмінностей Photonis є розширений спектральний діапазон. Генерація 2+ від Photonis (особливо серії 4G) здатна реєструвати фотони ближнього інфрачервоного діапазону з довжиною хвилі аж до ~1080–1100 нм. Для порівняння, класичні Gen 3 на GaAs-фотокатоді мають робочу чутливість приблизно до 900–950 нм, далі ефективність різко падає. Під час випробувань ця різниця наочно підтвердилася при експерименті з інфрачервоним лазером IZLID 1064 (випромінює на хвилі ~1064 нм). На відео видно, що Photonis Echo та 4G чітко “бачать” промінь і точку лазера, тоді як L3 і Elbit показали лише ледь помітний слабкий відблиск. Іншими словами, для Gen 3 цей лазер майже “поза спектром”, тоді як для Photonis він лежить в робочій зоні чутливості. Практичні наслідки такого «позадиапазонного» зору доволі важливі. По-перше, користувач системи Photonis матиме перевагу в тому, що зможе помітити застосування противником деяких типів лазерних цілевказівників або далекомірів, невидимих для звичайного Gen 3. 1064-нм лазери дедалі частіше використовуються у військовій сфері (наприклад, пристрої на кшталт американського designator AN/PEQ-17 або французького CILAS), і власник Photonis побачить такий промінь чи спалах, тоді як оператор Gen 3 – ні. По-друге, розширений ІЧ-діапазон дозволяє власнику Photonis застосовувати «стелс»-підсвічування, менш помітне для чужих приладів нічного бачення. Наприклад, можна використовувати ІЧ-ліхтар з хвилею 1060–1070 нм: він добре підсвітить місцевість для вас, але супротивник з Gen 3 майже нічого не побачить. У світі, де нічні прилади стають масовими, така перевага часом може відіграти вирішальну роль. Звичайно, є й межі: по-перше, поза межами ~1100 нм Photonis також “сліпнуть”, тож, наприклад, далеке середнє ІЧ (лазери ~1500 нм) не видно жодним класичним ЕОП. По-друге, різниця проявляється саме на дистанціях, де атмосфера пропускає це випромінювання; в реалістичній ситуації 1064-нм точку можна не побачити за перешкодами або розсіяним світлом, як застерігають автори. Тим не менш, тест однозначно довів наявність “прихованого резерву” у Photonis, який Gen 3 не мають. Для пересічного користувача це означає трохи більше «чутливості до підсвічення» – скажімо, від відбиттів далекого ІЧ-лазера або особливого місячного сяйва з високим вмістом червоного спектру Photonis вловить більше сигналу. Хоч це і не завжди помітно візуально, але за певних умов може покращити загальну якість картинки. В суто мирному використанні (полювання, спостереження природи) розширений діапазон теж не завадить, адже природне нічне “фонове” світіння атмосфери має компоненти і за межами 900 нм, і Photonis здатен їх використати.
Інфрачервона чутливість понад 900 нм: практичні аспекти
Одним із найбільш відомих технічних відмінностей Photonis є розширений спектральний діапазон. Генерація 2+ від Photonis (особливо серії 4G) здатна реєструвати фотони ближнього інфрачервоного діапазону з довжиною хвилі аж до ~1080–1100 нм. Для порівняння, класичні Gen 3 на GaAs-фотокатоді мають робочу чутливість приблизно до 900–950 нм, далі ефективність різко падає. Під час випробувань ця різниця наочно підтвердилася при експерименті з інфрачервоним лазером IZLID 1064 (випромінює на хвилі ~1064 нм). На відео видно, що Photonis Echo та 4G чітко “бачать” промінь і точку лазера, тоді як L3 і Elbit показали лише ледь помітний слабкий відблиск. Іншими словами, для Gen 3 цей лазер майже “поза спектром”, тоді як для Photonis він лежить в робочій зоні чутливості. Практичні наслідки такого «позадиапазонного» зору доволі важливі. По-перше, користувач системи Photonis матиме перевагу в тому, що зможе помітити застосування противником деяких типів лазерних цілевказівників або далекомірів, невидимих для звичайного Gen 3. 1064-нм лазери дедалі частіше використовуються у військовій сфері (наприклад, пристрої на кшталт американського designator AN/PEQ-17 або французького CILAS), і власник Photonis побачить такий промінь чи спалах, тоді як оператор Gen 3 – ні. По-друге, розширений ІЧ-діапазон дозволяє власнику Photonis застосовувати «стелс»-підсвічування, менш помітне для чужих приладів нічного бачення. Наприклад, можна використовувати ІЧ-ліхтар з хвилею 1060–1070 нм: він добре підсвітить місцевість для вас, але супротивник з Gen 3 майже нічого не побачить. У світі, де нічні прилади стають масовими, така перевага часом може відіграти вирішальну роль. Звичайно, є й межі: по-перше, поза межами ~1100 нм Photonis також “сліпнуть”, тож, наприклад, далеке середнє ІЧ (лазери ~1500 нм) не видно жодним класичним ЕОП. По-друге, різниця проявляється саме на дистанціях, де атмосфера пропускає це випромінювання; в реалістичній ситуації 1064-нм точку можна не побачити за перешкодами або розсіяним світлом, як застерігають автори. Тим не менш, тест однозначно довів наявність “прихованого резерву” у Photonis, який Gen 3 не мають. Для пересічного користувача це означає трохи більше «чутливості до підсвічення» – скажімо, від відбиттів далекого ІЧ-лазера або особливого місячного сяйва з високим вмістом червоного спектру Photonis вловить більше сигналу. Хоч це і не завжди помітно візуально, але за певних умов може покращити загальну якість картинки. В суто мирному використанні (полювання, спостереження природи) розширений діапазон теж не завадить, адже природне нічне “фонове” світіння атмосфери має компоненти і за межами 900 нм, і Photonis здатен їх використати.
Принцип роботи електронно-оптичних перетворювачів: Gen 2 і Gen 3
Під час порівняння трубок нічного бачення важливо враховувати не лише бренд або країну походження, а й те, як саме працює електронно-оптичний перетворювач (ЕОП). У матеріалі детально розглянуто відмінності між поколіннями Gen 2+ та Gen 3, роль фотокатода і мікроканальної пластини, а також пояснено, чому номер покоління не завжди напряму визначає якість зображення.
Аналіз поколінь Gen 2 і Gen 3• принцип формування зображення • Gen 2+ vs Gen 3 без спрощень • SNR, ресурс, світлочутливість
Принцип роботи електронно-оптичних перетворювачів: Gen 2 і Gen 3
Під час порівняння трубок нічного бачення важливо враховувати не лише бренд або країну походження, а й те, як саме працює електронно-оптичний перетворювач (ЕОП). У матеріалі детально розглянуто відмінності між поколіннями Gen 2+ та Gen 3, роль фотокатода і мікроканальної пластини, а також пояснено, чому номер покоління не завжди напряму визначає якість зображення.
Аналіз поколінь Gen 2 і Gen 3• принцип формування зображення • Gen 2+ vs Gen 3 без спрощень • SNR, ресурс, світлочутливість
Чому показник FOM не відображає повної якості зображення
Figure of Merit (FOM) – часто згадуваний числовий параметр, що визначається як добуток роздільної здатності трубки (lp/mm) на відношення сигнал/шум (SNR). Багато користувачів схильні вважати FOM універсальним індексом «кращої» трубки, але реальність складніша. Результати тесту Arkayne наочно продемонстрували, що орієнтуватися лише на FOM некоректно. Наприклад, протестований Photonis 4G мав найнижчий FOM (~2250) серед чотирьох зразків, тоді як Elbit Gen 3 – найбільший (~2900). Згідно з логікою “вище FOM – краща трубка” можна було очікувати, що Elbit суттєво перевершить Photonis 4G. Натомість ми бачимо протилежне: до рівня освітлення NL3 Photonis 4G фактично не поступався Elbit за якістю зображення. Це тому, що FOM враховує лише два параметри (роздільність і SNR) при стандартних умовах, але не враховує інших критично важливих характеристик:
- Загальний gain (яскравісне підсилення). FOM не включає величину підсилення, з яким трубка може множити світловий сигнал. В нашому випадку Photonis 4G мала нижче SNR і трохи меншу роздільність, що й дало менший FOM, проте 4G могла агресивніше підсилювати залишкове світло в темряві, ніж вказують формальні цифри. Як наслідок, її реальна яскравість виявилась майже на рівні трубок з вищим FOM. З іншого боку, Photonis Echo мала FOM вищий, ніж L3 (≈2600 проти 2400), але через нижчий gain вона програла L3 в умовах дуже слабкого освітлення. Отже, без урахування підсилення число FOM не дає повної картини про «видиме» зображення в темряві.
- Власний шум та EBI. FOM опосередковано включає шуми через SNR, але SNR вимірюється при певному стандартному освітленні. В екстремально темних умовах величезну роль починає грати еквівалентна фонова підсвітка (EBI) – шум, що генерується самою трубкою. Якщо трубка має дуже низький EBI, вона “тихіша” в абсолютній темряві. Photonis відомі своїм низьким EBI ~0,1–0,2 µA/лм, що дає їм перевагу в мінімізації шумового “снігу” на зображенні. У той же час FOM двох трубок може бути однаковим, але одна з них матиме гірший EBI – і в повній темряві та проявить себе гірше через сильніше зерно. Тому без врахування EBI FOM не відображає потенційної «чистоти» картинки на межі чутливості.
- Характеристики у високих світлах. Ще один важливий аспект – це поведінка при яскравому освітленні, про що йшлося в попередньому розділі. У техпаспорті трубки не завжди зазначають, як вона тримає роздільність при потраплянні сильного світла (показник high-light resolution). Як ми бачили, L3 та Elbit втрачали до половини деталізації при засвітці, тоді як Photonis зберігали чіткість. Показник FOM вимірюється за темних умов, тому він ніяк не інформує про стійкість трубки до засвічень і про величину гало. Дві трубки з однаковим FOM можуть мати різний розмір гало (скажімо, 0,7 мм vs 1,0 мм), і та, що з меншим гало, об’єктивно краща для практичного використання. FOM цього не показує.
- Спектральна чутливість. Як було вище зазначено, Photonis 4G має розширений спектр до ~1100 нм, Gen 3 – до ~900 нм. Ця перевага ніяк не входить до FOM, адже FOM – безрозмірна величина, що не враховує діапазон хвиль. Однак на практиці здатність бачити «невидиме» ІЧ-випромінювання може суттєво підвищити і ситуаційну обізнаність, і ефективність приладу (особливо якщо використовується спеціальне ІЧ-освітлення). Знову ж таки, дві трубки з рівним FOM можуть мати різний спектральний діапазон, і та, що бачить ширше, матиме перевагу.
Таким чином, FOM є корисним інтегральним параметром для загальної оцінки, але його недостатньо для прогнозу реальної якості зображення. Потрібно враховувати комплекс факторів – умови експлуатації (місто чи безмісячна глуха ніч), наявність яскравих джерел світла, потребу в ІЧ-підсвічуванні, допуски за гало тощо. Як влучно підмітили в спільноті нічного бачення, «надмірний гейн – це більше маркетинг, ніж реальна перевага у темряві», а гонитва лише за максимальним FOM може привести до неоптимального вибору. Наприклад, трубка з FOM 2500 і збалансованими характеристиками може давати суб’єктивно кращу картинку, ніж інша з FOM 2700, але більшим гало і слабким автогейтингом. Отже, при виборі ЕОП варто дивитися глибше цифр FOM, зважаючи на всі згадані нюанси.
Чому показник FOM не відображає повної якості зображення
Figure of Merit (FOM) – часто згадуваний числовий параметр, що визначається як добуток роздільної здатності трубки (lp/mm) на відношення сигнал/шум (SNR). Багато користувачів схильні вважати FOM універсальним індексом «кращої» трубки, але реальність складніша. Результати тесту Arkayne наочно продемонстрували, що орієнтуватися лише на FOM некоректно. Наприклад, протестований Photonis 4G мав найнижчий FOM (~2250) серед чотирьох зразків, тоді як Elbit Gen 3 – найбільший (~2900). Згідно з логікою “вище FOM – краща трубка” можна було очікувати, що Elbit суттєво перевершить Photonis 4G. Натомість ми бачимо протилежне: до рівня освітлення NL3 Photonis 4G фактично не поступався Elbit за якістю зображення. Це тому, що FOM враховує лише два параметри (роздільність і SNR) при стандартних умовах, але не враховує інших критично важливих характеристик:
- Загальний gain (яскравісне підсилення). FOM не включає величину підсилення, з яким трубка може множити світловий сигнал. В нашому випадку Photonis 4G мала нижче SNR і трохи меншу роздільність, що й дало менший FOM, проте 4G могла агресивніше підсилювати залишкове світло в темряві, ніж вказують формальні цифри. Як наслідок, її реальна яскравість виявилась майже на рівні трубок з вищим FOM. З іншого боку, Photonis Echo мала FOM вищий, ніж L3 (≈2600 проти 2400), але через нижчий gain вона програла L3 в умовах дуже слабкого освітлення. Отже, без урахування підсилення число FOM не дає повної картини про «видиме» зображення в темряві.
- Власний шум та EBI. FOM опосередковано включає шуми через SNR, але SNR вимірюється при певному стандартному освітленні. В екстремально темних умовах величезну роль починає грати еквівалентна фонова підсвітка (EBI) – шум, що генерується самою трубкою. Якщо трубка має дуже низький EBI, вона “тихіша” в абсолютній темряві. Photonis відомі своїм низьким EBI ~0,1–0,2 µA/лм, що дає їм перевагу в мінімізації шумового “снігу” на зображенні. У той же час FOM двох трубок може бути однаковим, але одна з них матиме гірший EBI – і в повній темряві та проявить себе гірше через сильніше зерно. Тому без врахування EBI FOM не відображає потенційної «чистоти» картинки на межі чутливості.
- Характеристики у високих світлах. Ще один важливий аспект – це поведінка при яскравому освітленні, про що йшлося в попередньому розділі. У техпаспорті трубки не завжди зазначають, як вона тримає роздільність при потраплянні сильного світла (показник high-light resolution). Як ми бачили, L3 та Elbit втрачали до половини деталізації при засвітці, тоді як Photonis зберігали чіткість. Показник FOM вимірюється за темних умов, тому він ніяк не інформує про стійкість трубки до засвічень і про величину гало. Дві трубки з однаковим FOM можуть мати різний розмір гало (скажімо, 0,7 мм vs 1,0 мм), і та, що з меншим гало, об’єктивно краща для практичного використання. FOM цього не показує.
- Спектральна чутливість. Як було вище зазначено, Photonis 4G має розширений спектр до ~1100 нм, Gen 3 – до ~900 нм. Ця перевага ніяк не входить до FOM, адже FOM – безрозмірна величина, що не враховує діапазон хвиль. Однак на практиці здатність бачити «невидиме» ІЧ-випромінювання може суттєво підвищити і ситуаційну обізнаність, і ефективність приладу (особливо якщо використовується спеціальне ІЧ-освітлення). Знову ж таки, дві трубки з рівним FOM можуть мати різний спектральний діапазон, і та, що бачить ширше, матиме перевагу.
Таким чином, FOM є корисним інтегральним параметром для загальної оцінки, але його недостатньо для прогнозу реальної якості зображення. Потрібно враховувати комплекс факторів – умови експлуатації (місто чи безмісячна глуха ніч), наявність яскравих джерел світла, потребу в ІЧ-підсвічуванні, допуски за гало тощо. Як влучно підмітили в спільноті нічного бачення, «надмірний гейн – це більше маркетинг, ніж реальна перевага у темряві», а гонитва лише за максимальним FOM може привести до неоптимального вибору. Наприклад, трубка з FOM 2500 і збалансованими характеристиками може давати суб’єктивно кращу картинку, ніж інша з FOM 2700, але більшим гало і слабким автогейтингом. Отже, при виборі ЕОП варто дивитися глибше цифр FOM, зважаючи на всі згадані нюанси.
Практичні результати
Незалежне випробування підтвердило, що кожна з розглянутих технологій нічного бачення має свої сильні і слабкі сторони, а “найкращий” вибір залежить від конкретних умов застосування. Підсумовуючи результати порівняння:
- Photonis Echo (Gen 2+) показала, що сучасна трубка покоління 2+ за якістю зображення може наблизитися до Gen 3 у більшості сценаріїв, де є хоч якийсь місячний або штучний засвіт. На яскравих і помірних рівнях Echo дала чудову контрастність, низький шум і відмінну роздільність деталей, перевершивши будь-який застарілий Gen 2 та навіть деякі Gen 3 нижчого класу. Обмеження Echo проявилися лише в глибокій темряві (NL3–NL4), де через нижчий gain їй потрібна підтримка ІЧ-іллюмінатора раніше, ніж конкурентам. Проте головний висновок – “Gen 2+” не дорівнює “погано”: Photonis Echo цілком придатна для серйозних задач, якщо ви переважно оперуєте в умовах хоча б мінімального фону (місяць, зорі, міське засвічення).
- Photonis 4G підтвердила своє позиціонування як преміум-рішення “всіх поколінь одразу”. Вона майже зрівнялась з кращими Gen 3 у темряві (лише на самому краю безмісячної ночі трохи поступилась по яскравості), зате перевершила Gen 3 у ряді інших аспектів: контрастність на світлі, стійкість до засвіток, бачення на 1064 нм. 4G забезпечує дуже збалансовану роботу – від міської освітленої місцевості до польових умов без місяця. Ця універсальність досягається компромісом: гейн трохи нижчий за максимум Gen 3, зате ви отримуєте стабільніше зображення. Враховуючи, що 4G – фактично відбірні ECHO з додатковими гарантіями якості, її висока ефективність не є сюрпризом. Photonis 4G варто розглядати тоді, коли критично важливе чітке зображення за різних обставин і є потреба в сумісності з новітніми ІЧ-приладами (лазерами) поза спектром звичайних трубок.
- L3 Harris Gen 3 продемонструвала еталонну продуктивність у низьких освітленнях. Ця трубка очікувано “тягне” трохи довше в темряві, ніж Photonis Echo/4G – на межі безмісячної ночі її картинка була найяскравіша (поряд з Elbit). Відмінний SNR і високий FOM L3 підтвердили себе у тому, що за мінімального фону вона дає все можливе від аналового НВ. Але натомість L3 виявила вразливість у складніших сценаріях: при появі потужного джерела світла вона втрачала різкість через blooming і перегруз, ореоли були більшими, ніж у Photonis, а 1064-нм підсвічування майже не сприймалося. Отже, Gen 3 L3 Harris оптимально підходить для умов, де панує глибока темрява без різких перепадів освітленості. Якщо ж передбачається змішане або міське застосування, слід пам’ятати про її компроміс – потенційне «засліплення» від фар чи ліхтарів.
- Elbit Gen 3 показала себе дуже схоже до L3, що підтверджує зрілість американської Gen 3 технології в цілому. В аркайнівському тесті конкретний зразок Elbit мав навіть вищий паспортний FOM і продемонстрував трішки яскравішу картинку на рівнях NL3–NL4, ніж L3 (ймовірно, за рахунок характеру автогейту або калібрування). Водночас Elbit так само постраждала від експозиції при додатковому світлі – засвітка центру та втрата деталей практично ідентичні L3 Harris. Спектрально Elbit не відрізняється від L3 (той самий GaAs), отже 1064 нм для неї також «невидимі». Загалом можна сказати, що сучасні Elbit XLSH – це «робочі конячки» Gen 3, які чудово виконують завдання в темряві, але, як і всі Gen 3, потребують обережності з яскравим світлом. Трубки Elbit часто використовуються в комерційних нічних приладах як більш доступна альтернатива L3, при майже рівній ефективності. Тест підтвердив, що різниця між двома виробниками Gen 3 мінімальна у більшості аспектів.
Як бачимо, жодна з розглянутих технологій не є однозначно «найкращою у всьому». Сучасна Photonis 4G фактично зрівнялася з передовими Gen 3 у більшості практичних задач, перевершивши їх в одних умовах і трохи поступившись в інших. Photonis Echo показала, що навіть середній FOM Gen 2+ може дати дуже якісну картинку, якщо не заганяти трубку в повну темряву. З іншого боку, Gen 3 від L3 та Elbit підтвердили свою силу саме там, для чого вони історично створювалися – максимальне пасивне підсилення у відсутність світла. Але за це доводиться платити динамікою та “витривалістю” зображення. Важливий висновок: вибір ЕОП слід робити з огляду на конкретні умови використання, а не тільки за величиною FOM чи гучністю бренду. Якщо ваша робота відбувається переважно в умовах міського засвітлення чи з частим використанням ІЧ-іллюмінаторів – переваги Photonis (контраст, захист від засвітки, широкий спектр) можуть переважити. Якщо ж ви очікуєте оперувати у глухому нічному полі без жодного підсвітлення – можливо, топовий Gen 3 дасть кілька додаткових хвилин пасивного бачення, перш ніж доведеться вмикати лазер. Саме тому в арміях світу досі співіснують обидва підходи: і поліпшені Gen 2+/4G (наприклад, європейські Photonis 4G), і американські Gen 3 – кожен знаходить свою нішу.
Практичні результати
Незалежне випробування підтвердило, що кожна з розглянутих технологій нічного бачення має свої сильні і слабкі сторони, а “найкращий” вибір залежить від конкретних умов застосування. Підсумовуючи результати порівняння:
- Photonis Echo (Gen 2+) показала, що сучасна трубка покоління 2+ за якістю зображення може наблизитися до Gen 3 у більшості сценаріїв, де є хоч якийсь місячний або штучний засвіт. На яскравих і помірних рівнях Echo дала чудову контрастність, низький шум і відмінну роздільність деталей, перевершивши будь-який застарілий Gen 2 та навіть деякі Gen 3 нижчого класу. Обмеження Echo проявилися лише в глибокій темряві (NL3–NL4), де через нижчий gain їй потрібна підтримка ІЧ-іллюмінатора раніше, ніж конкурентам. Проте головний висновок – “Gen 2+” не дорівнює “погано”: Photonis Echo цілком придатна для серйозних задач, якщо ви переважно оперуєте в умовах хоча б мінімального фону (місяць, зорі, міське засвічення).
- Photonis 4G підтвердила своє позиціонування як преміум-рішення “всіх поколінь одразу”. Вона майже зрівнялась з кращими Gen 3 у темряві (лише на самому краю безмісячної ночі трохи поступилась по яскравості), зате перевершила Gen 3 у ряді інших аспектів: контрастність на світлі, стійкість до засвіток, бачення на 1064 нм. 4G забезпечує дуже збалансовану роботу – від міської освітленої місцевості до польових умов без місяця. Ця універсальність досягається компромісом: гейн трохи нижчий за максимум Gen 3, зате ви отримуєте стабільніше зображення. Враховуючи, що 4G – фактично відбірні ECHO з додатковими гарантіями якості, її висока ефективність не є сюрпризом. Photonis 4G варто розглядати тоді, коли критично важливе чітке зображення за різних обставин і є потреба в сумісності з новітніми ІЧ-приладами (лазерами) поза спектром звичайних трубок.
- L3 Harris Gen 3 продемонструвала еталонну продуктивність у низьких освітленнях. Ця трубка очікувано “тягне” трохи довше в темряві, ніж Photonis Echo/4G – на межі безмісячної ночі її картинка була найяскравіша (поряд з Elbit). Відмінний SNR і високий FOM L3 підтвердили себе у тому, що за мінімального фону вона дає все можливе від аналового НВ. Але натомість L3 виявила вразливість у складніших сценаріях: при появі потужного джерела світла вона втрачала різкість через blooming і перегруз, ореоли були більшими, ніж у Photonis, а 1064-нм підсвічування майже не сприймалося. Отже, Gen 3 L3 Harris оптимально підходить для умов, де панує глибока темрява без різких перепадів освітленості. Якщо ж передбачається змішане або міське застосування, слід пам’ятати про її компроміс – потенційне «засліплення» від фар чи ліхтарів.
- Elbit Gen 3 показала себе дуже схоже до L3, що підтверджує зрілість американської Gen 3 технології в цілому. В аркайнівському тесті конкретний зразок Elbit мав навіть вищий паспортний FOM і продемонстрував трішки яскравішу картинку на рівнях NL3–NL4, ніж L3 (ймовірно, за рахунок характеру автогейту або калібрування). Водночас Elbit так само постраждала від експозиції при додатковому світлі – засвітка центру та втрата деталей практично ідентичні L3 Harris. Спектрально Elbit не відрізняється від L3 (той самий GaAs), отже 1064 нм для неї також «невидимі». Загалом можна сказати, що сучасні Elbit XLSH – це «робочі конячки» Gen 3, які чудово виконують завдання в темряві, але, як і всі Gen 3, потребують обережності з яскравим світлом. Трубки Elbit часто використовуються в комерційних нічних приладах як більш доступна альтернатива L3, при майже рівній ефективності. Тест підтвердив, що різниця між двома виробниками Gen 3 мінімальна у більшості аспектів.
Як бачимо, жодна з розглянутих технологій не є однозначно «найкращою у всьому». Сучасна Photonis 4G фактично зрівнялася з передовими Gen 3 у більшості практичних задач, перевершивши їх в одних умовах і трохи поступившись в інших. Photonis Echo показала, що навіть середній FOM Gen 2+ може дати дуже якісну картинку, якщо не заганяти трубку в повну темряву. З іншого боку, Gen 3 від L3 та Elbit підтвердили свою силу саме там, для чого вони історично створювалися – максимальне пасивне підсилення у відсутність світла. Але за це доводиться платити динамікою та “витривалістю” зображення. Важливий висновок: вибір ЕОП слід робити з огляду на конкретні умови використання, а не тільки за величиною FOM чи гучністю бренду. Якщо ваша робота відбувається переважно в умовах міського засвітлення чи з частим використанням ІЧ-іллюмінаторів – переваги Photonis (контраст, захист від засвітки, широкий спектр) можуть переважити. Якщо ж ви очікуєте оперувати у глухому нічному полі без жодного підсвітлення – можливо, топовий Gen 3 дасть кілька додаткових хвилин пасивного бачення, перш ніж доведеться вмикати лазер. Саме тому в арміях світу досі співіснують обидва підходи: і поліпшені Gen 2+/4G (наприклад, європейські Photonis 4G), і американські Gen 3 – кожен знаходить свою нішу.
Висновки
Дослідження внесло необхідну ясність у питання порівняння нічних ЕОП різних технологій. Коротко резюмуючи, Photonis Gen 2+/4G та американські Gen 3 – це два різні шляхи до подібної мети, кожен зі своїми плюсами і мінусами. Gen 3 трубки (L3, Elbit) очікувано перевершують за суто граничної темряви, забезпечуючи трохи яскравіше зображення без підсвітки. Натомість Photonis 4G/Echo виграють у більш типових умовах – при місячному або штучному освітленні – завдяки кращій передачі контрасту, меншому гало та стабільнішій роботі при засвітках. Додаткова перевага Photonis у можливості бачити випромінювання 1064 нм додає їм тактичної цінності у спеціалізованих сценаріях. При цьому різниця між конкретними моделями всередині одного покоління теж може бути суттєвою (наприклад, Photonis Echo vs 4G, або L3 vs Elbit), що ще раз підкреслює: сліпо ранжувати трубки за поколінням чи FOM некоректно. Вибір має ґрунтуватися на розумінні компромісів кожної технології. Тест фактично підтвердив тенденцію, яку помітили фахівці: “топова Gen 3 очікувано сильніша у повній темряві, але Photonis Gen 2+ виграє у міських або змішаних умовах освітлення: менше гало, чіткіший контур і стабільніший автогейтинг поруч із джерелами світла”. Саме так виглядає баланс сил без рекламних перебільшень.
Thorsen як експерт у технологіях нічного бачення продовжує стежити за розвитком і випробуваннями подібного обладнання. Наш блог прагне надавати об’єктивну, технічно обґрунтовану інформацію, щоб ви могли зробити свідомий вибір під свої завдання. Сподіваємося, цей аналіз допоміг прояснити нюанси між різними ЕОП. Якщо у вас залишилися питання або потрібна консультація щодо вибору приладу нічного бачення – зв’яжіться з нашими фахівцями. Стежте за оновленнями блогу Thorsen для нових оглядів та порівнянь у сфері нічної оптики – ми і надалі ділитимемося тільки перевіреними на практиці фактами. Безпечних вам нічних місій!
Висновки
Дослідження внесло необхідну ясність у питання порівняння нічних ЕОП різних технологій. Коротко резюмуючи, Photonis Gen 2+/4G та американські Gen 3 – це два різні шляхи до подібної мети, кожен зі своїми плюсами і мінусами. Gen 3 трубки (L3, Elbit) очікувано перевершують за суто граничної темряви, забезпечуючи трохи яскравіше зображення без підсвітки. Натомість Photonis 4G/Echo виграють у більш типових умовах – при місячному або штучному освітленні – завдяки кращій передачі контрасту, меншому гало та стабільнішій роботі при засвітках. Додаткова перевага Photonis у можливості бачити випромінювання 1064 нм додає їм тактичної цінності у спеціалізованих сценаріях. При цьому різниця між конкретними моделями всередині одного покоління теж може бути суттєвою (наприклад, Photonis Echo vs 4G, або L3 vs Elbit), що ще раз підкреслює: сліпо ранжувати трубки за поколінням чи FOM некоректно. Вибір має ґрунтуватися на розумінні компромісів кожної технології. Тест фактично підтвердив тенденцію, яку помітили фахівці: “топова Gen 3 очікувано сильніша у повній темряві, але Photonis Gen 2+ виграє у міських або змішаних умовах освітлення: менше гало, чіткіший контур і стабільніший автогейтинг поруч із джерелами світла”. Саме так виглядає баланс сил без рекламних перебільшень.
Thorsen як експерт у технологіях нічного бачення продовжує стежити за розвитком і випробуваннями подібного обладнання. Наш блог прагне надавати об’єктивну, технічно обґрунтовану інформацію, щоб ви могли зробити свідомий вибір під свої завдання. Сподіваємося, цей аналіз допоміг прояснити нюанси між різними ЕОП. Якщо у вас залишилися питання або потрібна консультація щодо вибору приладу нічного бачення – зв’яжіться з нашими фахівцями. Стежте за оновленнями блогу Thorsen для нових оглядів та порівнянь у сфері нічної оптики – ми і надалі ділитимемося тільки перевіреними на практиці фактами. Безпечних вам нічних місій!
Технічне порівняння ЕОП Photonis, L3 Harris та Elbit