Czy termowizja widzi przez szyby i ściany? Co naprawdę zobaczysz w praktyce

Pytanie, czy termowizja widzi przez szyby i ściany, pojawia się często przed zakupem pierwszego urządzenia termowizyjnego. Odpowiedź jest prostsza, niż sugerują filmy: typowa kamera termowizyjna nie pozwala swobodnie obserwować obiektów znajdujących się za zwykłą szybą ani za ścianą. Warto jednak zrozumieć dlaczego, ponieważ zachowanie promieniowania podczerwonego ma bezpośredni wpływ na obserwację w lesie, przy zabudowaniach i w samochodzie.

Termowizja nie działa jak noktowizja ani kamera światła widzialnego. Rejestruje promieniowanie podczerwone związane z temperaturą obserwowanych powierzchni, dlatego szkło, ściana, gałęzie, mgła czy inne przeszkody mogą wpływać na obraz w zupełnie inny sposób niż w zwykłej optyce.

Czy termowizja widzi przez zwykłą szybę?

W większości przypadków termowizja nie widzi przez zwykłe szkło okienne. Dla zakresu promieniowania podczerwonego wykorzystywanego przez popularne urządzenia termowizyjne typowa szyba jest w dużej mierze nieprzezroczysta. Kamera nie otrzymuje więc obrazu cieplnego obiektu stojącego za oknem w taki sposób, jak widzi go ludzkie oko. Konwencjonalne szkło blokuje promieniowanie wykorzystywane przez systemy MWIR i LWIR, dlatego optyka termowizyjna korzysta ze specjalnych materiałów przepuszczających odpowiedni zakres podczerwieni.

Jeżeli skierujesz termowizor na okno, na obrazie może pojawić się przede wszystkim temperatura powierzchni szyby oraz odbite od niej promieniowanie cieplne otoczenia. W pewnych warunkach możesz zobaczyć nawet własne odbicie termiczne zamiast zwierzęcia czy człowieka znajdującego się po drugiej stronie. To jeden z powodów, dla których obserwacja przez zamknięte okno może dawać mylące rezultaty.

Jeśli sprzęt ma służyć przede wszystkim do obserwacji terenu, znacznie lepiej prowadzić ją bez szyby pomiędzy urządzeniem a celem. W ofercie termowizji myśliwskiej i obserwacyjnej warto zwracać uwagę przede wszystkim na sensor, czułość termiczną, obiektyw i pole widzenia, a nie zakładać możliwość prowadzenia obserwacji przez okno.

Dlaczego szkło zatrzymuje obraz termowizyjny?

Słowo „podczerwień” obejmuje szeroki zakres długości fal. To, że materiał przepuszcza światło widzialne, nie oznacza automatycznie, że przepuszcza również promieniowanie rejestrowane przez kamerę termowizyjną. Zwykła szyba może być niemal całkowicie przezroczysta dla naszych oczu, a jednocześnie zachowywać się jak przeszkoda dla długofalowej podczerwieni.

Właśnie dlatego obiektywy urządzeń termowizyjnych nie są wykonywane tak samo jak obiektywy aparatu fotograficznego czy lornetki. W systemach pracujących w paśmie długofalowej podczerwieni stosuje się materiały przepuszczające odpowiednie długości fal, między innymi german, specjalne szkła chalkogenkowe czy inne materiały optyczne przeznaczone do IR.

Istnieją również specjalne okna inspekcyjne przepuszczające promieniowanie podczerwone. Są projektowane właśnie po to, aby kamera termowizyjna mogła prowadzić pomiar przez odpowiednio dobrany materiał. Nie należy jednak utożsamiać takiego elementu z typową szybą w domu, samochodzie czy ambonie.

Czy termowizja widzi przez ściany?

Nie, typowy termowizor nie pokazuje tego, co znajduje się za ścianą. Urządzenie rejestruje promieniowanie docierające do niego z powierzchni znajdującej się w polu widzenia. Gdy patrzysz na ścianę, termowizor odczytuje przede wszystkim rozkład temperatury jej powierzchni, a nie obraz przedmiotów czy osób w sąsiednim pomieszczeniu.

Nie oznacza to, że obraz ściany zawsze będzie jednolity. Jeżeli po drugiej stronie znajduje się silne źródło ciepła albo wewnątrz konstrukcji biegnie nagrzana instalacja, może zmienić temperaturę powierzchni. Termowizor może wtedy pokazać cieplejszy lub chłodniejszy obszar, ale jest to efekt temperatury powierzchni ściany, a nie widzenie przez ścianę.

To rozróżnienie ma znaczenie także w terenie. Obecności zwierzęcia za pełną drewnianą, murowaną czy betonową przeszkodą nie należy oczekiwać na obrazie termowizyjnym. Jeżeli jednak część ciała wystaje poza przeszkodę albo obiekt znajduje się w prześwicie, urządzenie może wychwycić jego kontrast cieplny.

Czy termowizja zobaczy zwierzę za gałęziami, trawą albo krzakami?

Tutaj sytuacja jest inna niż w przypadku pełnej ściany. Las i roślinność zazwyczaj nie tworzą jednolitej, całkowicie zwartej przeszkody. Pomiędzy liśćmi, źdźbłami czy gałęziami pozostają niewielkie prześwity i właśnie przez nie do sensora może docierać promieniowanie emitowane przez zwierzę.

W praktyce oznacza to, że termowizja może ułatwić zauważenie fragmentu ciepłej sylwetki w zaroślach, zwłaszcza gdy kontrast temperatury między zwierzęciem a otoczeniem jest duży. Nie jest to jednak „widzenie przez krzaki”. Im gęstsza roślinność i im większą część celu zasłania, tym mniej informacji trafia do urządzenia.

Do systematycznego skanowania większego obszaru wygodne mogą być lornetki termowizyjne. Obserwacja dwuoczna jest szczególnie interesująca przy dłuższym przeszukiwaniu terenu, natomiast pojedynczy monokular bywa mniejszy i łatwiejszy do zabrania w teren.

Czy termowizja działa przez szybę samochodu?

Przednia i boczne szyby samochodu stwarzają podobny problem jak okno w budynku. Z punktu widzenia termowizora typowa szyba samochodowa jest przeszkodą dla zakresu promieniowania wykorzystywanego do tworzenia obrazu cieplnego. Dlatego obserwacja terenu termowizorem przez zamkniętą szybę zwykle nie da obrazu, którego użytkownik oczekuje.

Do obserwacji z zatrzymanego pojazdu lepszym rozwiązaniem jest ustawienie urządzenia tak, aby pomiędzy obiektywem a terenem nie znajdowała się szyba. Trzeba przy tym pamiętać o bezpieczeństwie, przepisach dotyczących zatrzymywania pojazdu oraz o tym, aby sprzęt nie ograniczał widoczności kierowcy.

Czy termowizja widzi przez mgłę, dym i deszcz?

Nie każdą przeszkodę należy traktować tak samo jak szkło lub ścianę. Termowizja potrafi zachować użyteczny obraz w części warunków, w których zwykła obserwacja optyczna staje się trudniejsza. Nie oznacza to jednak pełnej odporności na pogodę.

• Lekka mgła może ograniczać obraz mniej niż w przypadku światła widzialnego, ale jej wpływ rośnie wraz z gęstością i dystansem.
• Deszcz i wysoka wilgotność mogą zmniejszać kontrast oraz skuteczny zasięg rozpoznania.
• Gęsta mgła nadal może znacząco ograniczać ilość promieniowania docierającego do sensora.
• Gorące lub nagrzane otoczenie może utrudnić obserwację nie dlatego, że zasłania cel, lecz dlatego, że zmniejsza różnicę temperatur pomiędzy nim a tłem.

Dlatego deklarowanego zasięgu urządzenia nie należy traktować jako gwarantowanego dystansu identyfikacji w każdych warunkach. W terenie równie istotne są warunki atmosferyczne, rozmiar obserwowanego obiektu, jego częściowe zasłonięcie oraz kontrast termiczny względem otoczenia.

Co termowizor pokazuje zamiast obiektu znajdującego się za przeszkodą?

Najłatwiej zapamiętać prostą zasadę: termowizor pokazuje przede wszystkim promieniowanie, które rzeczywiście dociera do jego sensora. Jeżeli pomiędzy urządzeniem a celem znajduje się materiał nieprzepuszczający używanego zakresu podczerwieni, obraz celu zostanie zastąpiony informacją pochodzącą od tej przeszkody.

W przypadku ściany będzie to przede wszystkim temperatura powierzchni ściany. Przy zwykłej szybie obraz może dodatkowo zawierać silny komponent odbitego promieniowania cieplnego. Przy częściowo zasłaniającej roślinności sensor może natomiast otrzymać jednocześnie informacje z liści i gałęzi oraz z widocznych pomiędzy nimi fragmentów zwierzęcia.

Jak ograniczenia przeszkód wpływają na wybór termowizora?

Droższy sensor czy większy obiektyw nie sprawią, że termowizor zacznie widzieć przez betonową ścianę lub zwykłą szybę. To ograniczenie wynika przede wszystkim z właściwości materiału znajdującego się przed obserwowanym obiektem, a nie z klasy urządzenia.

Lepszy sprzęt może natomiast ułatwić rozpoznawanie niewielkich różnic temperatur, obserwowanie drobniejszych fragmentów celu i pracę na większym dystansie. Przy zakupie warto więc analizować parametry pod kątem realnego sposobu użytkowania: szerokości obserwowanego terenu, typowych odległości, wielkości celu oraz warunków pogodowych.

Jeżeli rozważasz urządzenie montowane w systemie optycznym przeznaczonym do legalnego zastosowania łowieckiego lub sportowego, osobną kategorię stanowią lunety i celowniki termowizyjne. Przed wyborem konkretnego rozwiązania należy uwzględnić aktualne przepisy oraz zgodność urządzenia z planowanym sposobem użytkowania.

Najczęstsze pytania o widzenie termowizji przez przeszkody

Czy termowizja widzi człowieka przez ścianę?

Nie. Standardowy termowizor nie tworzy obrazu osoby znajdującej się za pełną ścianą. Może jedynie zarejestrować różnicę temperatur na powierzchni ściany, jeśli źródło ciepła po drugiej stronie w wystarczającym stopniu wpłynie na jej temperaturę.

Czy termowizja widzi przez okno w domu?

Przez typową szybę okienną nie zobaczysz obrazu cieplnego otoczenia tak, jak przy otwartym oknie. Kamera rejestruje głównie właściwości cieplne powierzchni szyby oraz odbicia promieniowania podczerwonego.

Czy termowizja widzi przez pleksi lub tworzywa sztuczne?

Nie ma jednej odpowiedzi dla wszystkich tworzyw. Ich przepuszczalność zależy od rodzaju materiału, grubości i zakresu długości fal. Materiał przezroczysty dla ludzkiego oka może być nieprzezroczysty dla termowizora, a materiał wyglądający na nieprzezroczysty w świetle widzialnym może zachowywać się inaczej w określonym zakresie podczerwieni.

Czy mocniejszy termowizor zobaczy przez szkło?

Nie należy tego oczekiwać. Wyższa rozdzielczość sensora, lepsza czułość termiczna czy większy obiektyw mogą poprawiać jakość i szczegółowość obrazu, ale nie zmieniają zwykłej szyby w materiał przepuszczający pasmo używane przez urządzenie.

Czy termowizja działa w całkowitej ciemności?

Tak. Klasyczna termowizja nie potrzebuje światła widzialnego do utworzenia obrazu, ponieważ rejestruje promieniowanie cieplne. Całkowita ciemność sama w sobie nie jest więc problemem, choć jakość obserwacji nadal zależy między innymi od różnic temperatur, warunków pogodowych i przeszkód terenowych.

Podsumowanie: termowizja pokazuje temperaturę powierzchni, a nie wnętrze przeszkody

Termowizja nie daje możliwości swobodnego patrzenia przez ściany ani przez zwykłe szyby. Ściana zasłania obiekt i pokazuje własny rozkład temperatur, a szkło okienne blokuje większość promieniowania wykorzystywanego przez typowe urządzenia termowizyjne oraz może zachowywać się jak powierzchnia odbijająca. Inaczej wygląda częściowe zasłonięcie przez trawę czy gałęzie, ponieważ promieniowanie celu może docierać do sensora przez znajdujące się między nimi prześwity.

Przy wyborze termowizora warto więc koncentrować się nie na obietnicy „widzenia przez przeszkody”, lecz na tym, jak urządzenie radzi sobie w rzeczywistych warunkach obserwacji: na wymaganym dystansie, w lesie, przy zmiennej pogodzie i częściowym zasłonięciu celu. Tak dobrany sprzęt będzie znacznie bardziej użyteczny niż model wybrany wyłącznie na podstawie maksymalnego zasięgu z tabeli parametrów.