熱成像VS微光夜視，誰是全天候成像王者？

　　通常情況下，我們目光所及都是物體的反射光線。據(jù)麥姆斯咨詢介紹，日光相機(jī)、夜視裝置和人眼都遵循相同的基本原理：可見光能量在撞擊物體后會(huì)反射回來，再利用探測(cè)器來接收反射光線，并將其轉(zhuǎn)化為圖像。

　　無論是眼球，還是相機(jī)，這些“探測(cè)器”都必須接收到足夠的光線，否則就無法形成圖像。顯然，夜晚沒有陽光形成反射光線，因此夜間成像往往受限于星光、月光和人造光。這種情況下，如果光線不足，這些探測(cè)器就無法工作。

　　熱像儀

　　與以上探測(cè)器相比，熱像儀完全不同。雖然，我們將熱像儀稱為“相機(jī)”，但其實(shí)它的本質(zhì)是傳感器。要想了解它們是如何工作，首先要做的就是忘記你所知道的關(guān)于相機(jī)成像的一切。

　　FLIR產(chǎn)品就是利用熱能來拍攝照片的，而不是可見光。熱能(亦或紅外線、熱或能量)和光線都屬于電磁波譜的一部分，但是能探測(cè)可見光的相機(jī)卻探測(cè)不到熱能，對(duì)于熱像儀來說反之亦然。

　　熱像儀(亦稱紅外相機(jī))能檢測(cè)到的不僅僅是熱能，還有小到0.01°C的微小熱能差異(對(duì)比度)，并在黑白視頻中顯示為不同色度的灰色陰影。這個(gè)可能有些難以理解，很多人不太理解這個(gè)概念，因此下面我們會(huì)花些時(shí)間來好好解釋一下。

　　圖為利用紅外相機(jī)拍攝的黑豹

　　我們?cè)谌粘Ｉ钪兴龅降囊磺惺挛?，即便是冰，都?huì)散發(fā)出熱能。物體的溫度越高，釋放的熱能就越多。我們將這些釋放出的熱能稱為“熱信號(hào)”。只要兩相鄰物體間的熱信號(hào)有細(xì)微差別，就會(huì)很明顯地出現(xiàn)在FLIR的熱像儀上，并且完全無需考慮光照條件。

　　熱能來源于各種熱輻射源的組合，這完全取決于當(dāng)時(shí)看到的事物。如恒溫動(dòng)物(包括人類)、發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)械等事物，無論是生物還是機(jī)械，都屬于可自己創(chuàng)造熱量的事物。如土地、巖石、浮標(biāo)、植被等其他事物，是白天吸收太陽熱量，夜間再釋放出去。

　　由于不同材料吸收和釋放熱能的速率不同，因此，我們認(rèn)為應(yīng)該是同一溫度的區(qū)域，事實(shí)上是由略微溫度差別的。這就是在水中連續(xù)浸沒數(shù)天的原木與水的溫度還是有差別的原因，但這些對(duì)于熱像儀來說都是可見的。FLIR產(chǎn)品能夠探測(cè)到這些溫度差異，并可將它們轉(zhuǎn)化為圖像細(xì)節(jié)。

　　雖然以上理論聽起來相當(dāng)復(fù)雜，但現(xiàn)代熱像儀使用起來是非常容易的。熱像儀的圖像清晰易懂，無需任何訓(xùn)練或解釋。只要你會(huì)看電視，就會(huì)使用FLIR熱像儀。

　　圖為FLIR ONE Pro

　　微光夜視裝置

　　我們?cè)陔娪昂碗娨曋锌吹降哪切┚G色圖片，是來自于微光夜視儀(NVG)或使用相同核心技術(shù)的其他裝置。微光夜視儀可將接收的少量可見光放大，并投射到顯示器上。

　　夜視圖像展示

　　利用微光夜視技術(shù)制造的相機(jī)和肉眼有同樣的限制：如果沒有足夠的可見光，就無法看清楚。任何依賴于反射光線的物體成像性能，都會(huì)受到反射光線數(shù)量和強(qiáng)度的限制。

　　黃昏中，微光夜視儀和其他低照度相機(jī)并不是很有用，這是因?yàn)辄S昏對(duì)它們來說光線太足，但又無法提供可用肉眼看清的足夠光線。與之相反，熱像儀不受可見光的影響，因此即使對(duì)著落日，它們也能給出清晰的圖像。事實(shí)上，即使把聚光燈對(duì)準(zhǔn)熱像儀，它依然能給出完美的畫面。

　　紅外照明(I2)相機(jī)

　　I2相機(jī)通過投射其成像傳感器能夠感知的近紅外光，并接收從物體上的反射實(shí)現(xiàn)成像。這在一定程度上是可行的，但是I2相機(jī)仍需要依靠反射光成像，因此它們與其他依賴于反射光線的夜視相機(jī)一樣有局限性：拍攝范圍小、對(duì)比度差。

　　圖像對(duì)比度

　　這些所有的可見光相機(jī)(如日光相機(jī)、微光夜視儀和I2相機(jī))均是通過探測(cè)反射光而工作的。然而，所接收到的反射光線數(shù)量并不是決定這些相機(jī)能否拍攝清楚的唯一因素：圖像對(duì)比度也很重要。

　　如果所拍攝的物體與周圍環(huán)境差異很大，那可見光相機(jī)拍攝清楚的機(jī)會(huì)就更大。如果對(duì)比度不夠，不管陽光多么明亮，都沒辦法拍攝清楚。在黑暗背景下白色物體的對(duì)比度就很高。然而，在黑暗的背景下將很難拍攝到較暗的物體，這就是對(duì)比度較差。夜晚缺乏可見光，圖像對(duì)比度自然會(huì)降低，因此可見光相機(jī)的性能就會(huì)受到更大影響。

　　熱像儀就沒有以上缺點(diǎn)。首先，熱像儀成像無需反射光線，它們只需熱量。日常生活中的一切物體都有熱信號(hào)。這就是晚上使用熱像儀比可見光相機(jī)甚至夜視相機(jī)拍攝效果更好的根本原因。

　　事實(shí)上，平常看到的許多事物，比如人類，就可以自己產(chǎn)生對(duì)比度，這是因?yàn)槭挛飼?huì)自己產(chǎn)生熱量，熱量差異就是對(duì)比度。熱成像儀可以有效地捕捉到這些熱量差異，這是由于熱像儀不只利用熱能成像，還可以辨別物體間的熱量差異并呈現(xiàn)為圖像。

　　微光夜視裝置有著與日光和低照度相機(jī)相同的缺點(diǎn)：需要足夠的光線，并且需要足夠的對(duì)比度，才能產(chǎn)生有效的圖像。對(duì)比來看，無論在白天還是黑夜，熱成像儀都可以清晰地捕捉圖像和對(duì)比度。毫無疑問，熱像儀才是全天候成像最佳選擇!