Тепловизор или прибор ночного видения – что лучше? Полное сравнение и советы

Во время боевых действий чрезвычайно важно обеспечить бойцов оборудованием для обнаружения и идентификации, таким как тепловизоры и приборы ночного видения (ПНВ). Многие ошибочно считают, что это одно и то же, однако на самом деле возможности этих приборов существенно различаются.

В этой статье мы подробно разберем принцип работы каждого прибора, их преимущества и недостатки, приведем мнения экспертов и проверенные факты. В результате вы узнаете, что лучше – тепловизор или прибор ночного видения – в зависимости от ваших задач, будь то военные операции, охота или охрана периметра, и как выбрать оптимальное устройство.

Мы объясним нюансы простым языком, со ссылками на авторитетные источники, и дадим рекомендации по выбору.

Как работает прибор ночного видения (ПНВ)?

Прибор ночного видения предназначен для усиления слабого доступного света и преобразования его в видимое изображение. Простыми словами, ПНВ улавливает остаточное освещение – например, свет звезд или луны, или инфракрасную подсветку (ИК) – и многократно его усиливает, позволяя «видеть» в темноте.

В классических аналого-оптических ПНБ это достигается с помощью электронно-оптического преобразователя (ЭОП): объектив собирает слабый свет, фотокатод преобразует фотоны в электроны, поток электронов усиливается и выводит изображение на люминофорном экране (как правило, зеленоватого цвета). Такой зеленый оттенок хорошо знаком по военным фильмам и обусловлен особенностями люминофора.

Современные цифровые ПНБ работают аналогичным образом, но вместо ЭОП используют чувствительную CMOS-матрицу; усиливая сигналы, устройство выводит картинку на встроенный дисплей. При недостатке естественного света многие ПНБ оснащаются ИК-иллюминатором – невидимым инфракрасным фонарем. Он подсвечивает цель ИК-светом, который улавливается прибором, хотя и невидим для глаза, тем самым позволяя видеть даже в полной темноте.

Типичное изображение через прибор ночного видения – сцена освещается только звездами и ИК-подсветкой, формируя зеленоватое монохромное изображение.

Виды приборов ночного видения

Существует несколько типов приборов ночного видения (ПНВ), предназначенных для различных целей:

• Монокуляры – устройства с одним окуляром. Они легкие и компактные, удобны для пеших походов, кемпинга и ситуаций, когда важна мобильность. Монокуляр можно быстро поднести к глазу для кратковременного наблюдения.
• Бинокуляры – приборы с двумя окулярами. Обеспечивают более широкое поле зрения и стереоскопический эффект, что полезно во время охоты, разведки или даже в бою. Бинокулярный формат уменьшает нагрузку на глаза при длительном наблюдении.
• Ночные прицелы или насадки на прицел – устанавливаются на оружие для прицеливания в темноте. Такие приборы позволяют вести точную стрельбу ночью. Их используют как охотники, так и военные снайперы.

Стоит отметить, что эффективность любого ПНБ зависит от наличия хотя бы минимального источника света – например, звездного неба или далекого фонаря. В абсолютной темноте без ИК-подсветки ни один прибор ночного видения не работает. Кроме того, старые поколения аналоговых ПНВ были уязвимы к ярким вспышкам света: резкое освещение могло временно ослепить пользователя или даже вывести из строя ЭОП. В современных моделях эта проблема решена – при появлении ослепляющей вспышки устройство автоматически снижает усиление или отключается.

Как работает тепловизор?

Тепловизор — это прибор, который «видит» тепло. В отличие от приборов ночного видения (ПНВ), реагирующих на отраженные лучи света, тепловизор регистрирует собственное инфракрасное (тепловое) излучение объектов. Любое тело с температурой выше абсолютного нуля излучает тепло, невидимое для глаза, но улавливаемое тепловыми сенсорами.

Принцип работы тепловизора основан на технологии инфракрасной термографии: специальный микроболометрический датчик (матрица из тысяч чувствительных элементов) фиксирует длинноволновое ИК-излучение от объектов, различая даже минимальные перепады температуры. Далее встроенный процессор преобразует данные датчика в температурную карту и создает изображение, где более горячие зоны выделяются контрастнее на фоне более холодных. В результате на экране формируется характерная тепловая картина — теплые объекты отображаются яркими (например, белыми или красными) пятнами, а холодные — темными (черными, синими и т. д.).

Такой прибор не требует никакого внешнего освещения: тепловизор способен работать в полной темноте, в условиях дымки, тумана или запыленности — там, где обычная камера или ПНБ уже бессильны. Как отмечает производитель FLIR, в отличие от устройств, зависящих от отраженного света, тепловизоры одинаково хорошо «видят» и днем, и ночью, формируя контрастную картинку благодаря собственному тепловому сигналу. Именно поэтому тепловизоры считаются лучшим решением для круглосуточного наблюдения в сложных условиях.

Отличительной особенностью тепловизоров являются их объективы: обычное стекло не пропускает дальний инфракрасный диапазон, поэтому линзы тепловизионных приборов изготавливают из специальных материалов — германия, селенида цинка или халькогенидного стекла. Эти материалы прозрачны для тепловых волн, но не пропускают видимый свет, то есть работают прямо противоположно обычной оптике. Тепловизионная оптика дороже и тяжелее стеклянной, однако позволяет прибору фокусировать излучение объектов и «видеть» их тепловой образ.

Внутри тепловизор обычно содержит: объектив, микроболометр (тепловой сенсор), электронную часть для обработки сигнала и экран для отображения изображения.

Тепловизоры визуализируют распределение температуры. На тепловом изображении летучих мышей хорошо видно, что тепло их тел ярко выделяется на более холодном фоне (снимок камеры FLIR).

Виды тепловизоров

По аналогии с приборами ночного видения (ПНВ), тепловизионные устройства бывают нескольких типов:

• Тепловизионные монокуляры – компактные и легкие «трубы», рассчитанные на переноску в руке. Их удобно быстро поднести к глазам для обзора местности. Несмотря на небольшой размер, современные монокуляры позволяют видеть в полной темноте на значительные расстояния. Например, некоторые модели способны обнаруживать человека на дистанции более 2,5 км. Монокуляры популярны среди пехоты и охотников для сканирования территории.
• Тепловизионные бинокли – системы обычно с двумя окулярами (иногда с двумя объективами), создающие стереоскопическое изображение. Они обеспечивают более широкое поле зрения и комфорт при длительном наблюдении благодаря задействованию обоих глаз. Такие бинокли позволяют заметить цель в темноте на больших расстояниях, что ценно для разведки, пограничного патруля или спасательных операций.
• Тепловизионные прицелы – прицелы для оружия, оснащенные тепловым сенсором. Предназначены для точной стрельбы в ночных условиях, позволяя стрелку видеть цель даже сквозь слабый дым, туман или сквозь кустарник. Тепловизионный прицел незаменим для снайперов и охотников, стремящихся вести стрельбу в полной темноте. Многие современные теплоприцелы оснащены дальномерами, баллистическими вычислителями и другими функциями.
• Насадки-тепловизоры – специальные модульные тепловизоры, которые можно устанавливать на объектив дневного оптического прицела, превращая его в тепловой. Такие насадки позволяют быстро переоборудовать имеющуюся оптику для работы ночью. Это удобно для стрелков, которым нужно гибко использовать прицел в различных условиях.

Тепловизоры сегодня применяются повсеместно: от военного дела и охоты до строительной диагностики и энергетики. Они позволяют выявлять теплопотери в зданиях, перегрев проводки, осуществлять поисково-спасательные работы (искать людей под завалами по их теплу) и многое другое. В военных условиях тепловизоры ценятся за способность обнаруживать замаскированные цели — живые существа или технику — по их тепловому следу практически при любых условиях освещенности и в любое время суток.

Впрочем, стоит понимать и ограничения: оптика тепловизора не видит сквозь стекло. Например, глядя тепловизором в окно автомобиля, вы не увидите ничего, кроме собственного отражения, поскольку стекло блокирует тепло от внешних объектов. Кроме того, хотя тепловизор не зависит от видимого света, сильные препятствия в виде плотных преград могут снизить его эффективность. Так, ливневый дождь или мокрый снег мешают работе как тепловизора, так и ПНБ — потоки воды экранируют излучение объектов. Точно так же, если температура окружающей среды выровнялась (например, в жару, когда и объект, и фон нагрелись до схожей температуры), контраст теплового изображения снижается. Хорошо замаскированный противник может уменьшить свое тепловое поле (например, накрывшись теплоизоляционным материалом), и тогда обнаружить его будет сложнее. Несмотря на это, в большинстве ночных ситуаций тепловизор дает значительно больше шансов заметить цель, чем обычная камера или ПНБ.

Преимущества и недостатки приборов ночного видения и тепловизоров

Рассмотрим сильные и слабые стороны каждого типа приборов. Ниже приведено сравнительное резюме, основанное на данных специалистов.

Преимущества и недостатки приборов ночного видения (ПНВ)

Преимущества:

• Высокая детализация изображения. ПНБ отображают объект таким, каким он есть, только в условиях слабого освещения. Приборы более высоких поколений дают четкую картинку — можно различать лица, надписи, мелкие детали целей. Это критично, если нужно опознать человека или прочитать карту в темноте.
• Естественное восприятие сцены. Изображение через ПНБ близко к тому, что видит глаз при достаточном освещении (только монохромное). Благодаря этому легче ориентироваться на местности — видны рельеф, препятствия, объекты в привычной перспективе. Например, при вождении автомобиля ночью бойцы используют именно ПНБ — это позволяет видеть дорогу и окружающую местность в естественном виде.
• Эффективная работа при слабом освещении. Даже очень слабый свет от звезд или удаленных источников достаточен, чтобы качественный ПНБ сформировал изображение. С прибором 3-го поколения можно вести наблюдения в безлунную ночь — звездное небо и атмосферное свечение часто обеспечивают необходимый фон. А при наличии ИК-осветителя ПНБ работает даже в полной темноте.
• Относительно невысокая стоимость. Классические ПНБ и цифровые устройства ночного видения обычно дешевле тепловизоров аналогичного класса. Технология усиления видимого света отработана десятилетиями, производство ЭОП (особенно Gen 1–2) налажено, поэтому базовые модели доступны по цене. Многие пользователи выбирают ПНВ именно из-за бюджетных ограничений — ночные приборы могут стоить в несколько раз дешевле тепловизоров аналогичного назначения. Например, самый простой тепловизионный монокуляр обойдется как два прибора ночного видения 1-го поколения. Если бюджет ограничен — ПНВ часто является единственным вариантом получить устройство для ночной охоты или охраны.

Недостатки:

• Полная темнота — враг ПНБ. Без какого-либо внешнего света (или без активной ИК-подсветки) прибор ночного видения бесполезен. Он не «видит» ничего, если вокруг абсолютная темнота — этим ПНБ принципиально ограничены. Кроме того, ИК-осветитель, хоть и невидимый для глаза, может демаскировать наблюдателя, если у противника тоже есть ПНВ.
• Чувствительность к погодным условиям. Для нормальной работы ПНБ нужен хотя бы слабый, но прямой обзор цели. Дым, туман, пыль или сильный дождь существенно ухудшают качество изображения или делают его невозможным. В густом тумане или метели ночник становится бесполезным — свет рассеивается, не доходя до прибора. Также в зарослях или за укрытиями неподвижную цель с ПНБ можно просто не заметить. В таких случаях тепловизор, который видит тепло сквозь препятствия, имеет огромное преимущество.
• Опасность яркого света. Несмотря на наличие защиты, вспышки яркого света (например, свет фар или взрыв) все еще могут временно ослепить пользователя ПНБ и перегрузить матрицу прибора. Аналоговые устройства старых поколений при внезапной вспышке могут даже выйти из строя (перегореть ЭОП). Цифровые модели в этом плане более надежны, но их чувствительность также ограничена динамическим диапазоном сенсора.
• Ограниченная дальность обнаружения. Хотя с ПНБ можно лучше рассмотреть детали, дистанция, на которой можно заметить цель, ограничена способностью собирать рассеянный свет. Обычно ПНБ эффективны на сотни метров, реже — до километра. На больших расстояниях в ночных условиях трудно обнаружить цель, если она не излучает свет. Для таких дальних наблюдений больше подходит тепловизор.

Преимущества и недостатки тепловизоров

Преимущества:

• Работа в полной темноте. Тепловизору не нужен никакой видимый свет, поэтому он работает и в глубокую ночь, и в закрытых помещениях без окон. Вы получаете изображение даже там, где глаз (и ПНВ) ничего не видит. Например, тепловизор позволяет наблюдать противника в темном лесу без лунного света или обнаружить беглеца, скрывающегося в заброшенном подвале.
• Всепогодность и проникающая способность. В отличие от ПНБ, тепловизоры остаются эффективными во многих сложных условиях: в тумане, дыму, сквозь легкую растительность. Они «видят» сквозь кусты и траву — теплокровное существо выдаст себя тепловым силуэтом. Даже если противник прикрылся тонкой перегородкой или густой листвой, его тепло может быть заметно. В плохую погоду (дождь, снег) тепловизор часто более эффективен: он регистрирует собственное излучение объектов, тогда как ПНБ страдает от отсутствия видимости. Таким образом, тепловизор — выбор №1 для обнаружения целей в условиях нулевой видимости (ночь, задымление, укрытие).
• Дальний радиус обнаружения. Тепловизоры способны фиксировать тепло на больших расстояниях, значительно превосходя ПНБ по этому параметру. Например, современные военные тепловизоры обнаруживают транспорт или человека за несколько километров. Даже гражданские тепловизоры для охоты позволяют заметить крупное животное на 1,5–2 км. Тепловой контраст часто виден раньше, чем объект удается разглядеть в оптику — это большой плюс для охраны периметра и разведки.
• Независимость от времени суток. С тепловизором вы одинаково успешно ведете наблюдение днем и ночью. Днем он также работает, хотя сильный солнечный нагрев может немного снижать контраст. Зато его не «ослепляет» встречное солнце — можно смотреть даже против заката и видеть тепловой силуэт цели. Ночью тепловизор практически не имеет конкуренции в непрерывности работы: переходный сумеречный период ему не страшен (в отличие от ПНБ, которому мешают сумерки). Итак, тепловизор — универсальное 24/7 средство наблюдения на посту охраны или в дозоре.

Недостатки:

• Ограниченная детализация и распознавание. Тепловизор отлично обнаруживает объект, но не дает четких деталей — на экране видны только контуры и распределение температур. Невозможно распознать лица, надписи или определить, свой это боец или противник. Для точной идентификации обычно требуется ПНБ.
• Зависимость от теплового контраста и условий окружающей среды. В жару, после захода солнца или во время дождя и мокрого снега тепловой контраст между объектом и фоном уменьшается, что затрудняет обнаружение. Тепловизор также не «видит» сквозь стекло, густой пар или водные поверхности.
• Больше энергопотребления и масса. Большие линзы из германия делают прибор тяжелее, а электроника потребляет больше энергии, поэтому время автономной работы короче, чем у ПНБ. Для длительных миссий нужны запасные аккумуляторы.
• Необходимость опыта пользователя. Интерпретация теплового изображения требует практики: артефакты, блики или остаточное тепло могут создавать ложные сигналы. Без опыта оператор может спутать фоновые источники тепла с реальной целью.
• Цена зависит от уровня технологии. Недорогие тепловизоры уже доступны, но модели с высоким разрешением, длиннофокусной оптикой и функциями типа дальномера или баллистического калькулятора остаются дорогими. В среднем и премиум-классе ПНБ и тепловизоры стоят примерно одинаково, но выполняют разные задачи.

Что выбрать: тепловизор или прибор ночного видения?

Как мы увидели, тепловизоры и приборы ночного видения (ПНВ) не являются взаимозаменяемыми — каждый из них имеет свои сильные и слабые стороны. В идеале эти устройства дополняют друг друга, а выбор зависит от задач пользователя. Эксперты сходятся во мнении, что не существует однозначно лучшего варианта «на все случаи». Поэтому, решая, что приобрести, учитывайте условия применения.

Вот несколько рекомендаций, основанных на опыте военных и охотников:

• Для обнаружения целей в сложных условиях (полная темнота, густые заросли, противник в маскировке) лучше подходит тепловизор. Он гарантирует, что вы заметите тепло цели, даже если она сливается с фоном по цвету или остается неподвижной. Например, тепловизор незаменим для наблюдателя на блокпосту — позволяет увидеть подкрадывающегося нарушителя ночью или в тумане, когда обычная камера бессильна. Во время охоты тепловизор поможет быстро найти животное в высокой траве или определить место, где спряталась раненая дичь по ее тепловому следу.
• Для распознавания, прицеливания и управления техникой целесообразнее использовать ПНБ. Если ваша задача — идентифицировать объект, различить его детали (снаряжение, жесты, номера техники и т. д.), прибор ночного видения обеспечит более четкую картинку. Поэтому бойцы часто применяют ПНВ для непосредственного наблюдения во время специальных операций: с его помощью можно тихо вести разведку, заметить проволочные растяжки, безопасно передвигаться без фар в сложном рельефе. ПНВ также удобнее для прицеливания, когда цель находится в зоне видимости — ночной прицел четко покажет перекрестье и объект. На гражданском рынке охотники выбирают ПНВ, желая получить более «живое» изображение трофея и возможность снимать видео с деталями окружения.
• Учитывайте расстояние и рельеф. Открытые пространства (поле, степь) на больших расстояниях — преимущество тепловизора, ведь он заметит движение или тепло раньше, чем это сделает ПНБ. В городских условиях или помещениях, где много укрытий и препятствий, лучше работает ПНВ или комбинация двух приборов. Если нужно мониторить ситуацию на близких расстояниях (до 100–200 м) и важно узнавать людей — выбирайте прибор ночного видения. Для дальних рубежей наблюдения или охраны периметра большой территории — целесообразно иметь тепловизор.
• Бюджет и доступность. Оцените, сколько средств вы готовы потратить. Ограниченный бюджет часто склоняет выбор в пользу приборов ночного видения — среди них больше недорогих моделей, особенно цифровых или старых поколений, которые при этом выполняют основные функции. Недорогие тепловизоры часто имеют меньшее разрешение и дальность, поэтому могут уступать качественному ПНВ по детализацию. Если бюджет позволяет, оптимально использовать комбинацию: как отмечают специалисты, ночной прицел + тепловизионный монокуляр дают наилучший результат. Монокуляром удобно сканировать территорию, а через ПНВ-прицел — рассматривать цель и, при необходимости, действовать точно. Такой подход активно применяют охотники и военные.
• Боевые условия и безопасность. В реалиях современной войны (в частности в Украине) обе технологии настолько важны, что вопрос «что лучше» некорректен — нужны оба типа приборов. Ночные очки позволяют бойцу эффективно передвигаться и действовать в темноте, быть «глазами» солдата ночью, тогда как тепловизор — это средство разведки и обнаружения противника, который скрывается в укрытии или маскировке. Именно поэтому военные подразделения стараются иметь оба вида оптики. Если речь идет о волонтерах или гражданских лицах, которые помогают армии, приоритет часто отдается тепловизорам — они существенно повышают возможности обнаружения врага в позиционной войне. В то же время ПНБ остаются востребованными — например, для водителей, механиков-водителей бронетехники, саперов и т. д.

Вывод:

Выбирая между тепловизором и прибором ночного видения, сначала четко определите свои цели и условия использования. Если вам нужна четкая картинка и распознавание — выбирайте ПНВ. Если критически важно заметить любое движение или источник тепла на максимальном расстоянии — ваш выбор тепловизор. Идеальный вариант — иметь оба прибора и использовать каждый по назначению.

Как говорят опытные охотники и военные: «Ночью обнаружить цель поможет тепловизор, а распознать — прибор ночного видения». Практика показывает, что сочетание этих технологий дает наилучший результат. Если остались сомнения — проконсультируйтесь со специалистами: эксперты по оптическим приборам подскажут оптимальное решение именно для ваших задач.

Помните: и тепловизор, и ПНБ существенно расширяют ваши возможности ночью, повышая эффективность и безопасность действий. Используйте их разумно — и темнота перестанет быть препятствием.