Wybrać noktowizor czy termowizor? Porównanie dwóch zupełnie różnych technologi
Pytanie co lepsze noktowizja czy termowizja zadajemy sobie od wielu lat, choć teraz zaczęło się ono coraz częściej powtarzać od kiedy ceny na termowizje znacząco zmalały. Przy wyborze noktowizji i termowizji należy uwzględnić wiele czynników. Na początku musimy odpowiedzieć sobie na pytanie, do czego będą one nam służyły. Następnie należy zdecydować, gdzie i w jakich warunkach sprzęt będzie używany. Po podjęciu tych decyzji będziemy już na prostej drodze do wyboru noktowizji lub termowizji. Zarówno noktowizory, jak i termowizory pomagają w wykrywaniu, rozpoznawaniu i identyfikacji docelowych zwierząt, ludzi. Ale obie mają też swoje wady i zalety, dlatego przed podjęciem decyzji ważne jest, aby zrozumieć różnice w technologii.
Aktualizacja 02.2023.
Porównanie - noktowizja czy termowizja
Jedyną natychmiast widoczną różnicą jest oświetlacz podczerwieni , występujący tylko w cyfrowych urządzeniach noktowizyjnych. Celowniki lub monokulary termowizyjne nie potrzebują oświetlacza podczerwieni, są pasywne i działają bez emisji światła. Należy zauważyć, że termowizory do obserwacji mogą być nawet 3 lub 4 razy droższe niż noktowizory cyfrowe. Na przykład średnia cena cyfrowej lunety noktowizyjnej wynosi około 3500 zł, czyli znacznie mniej niż 10000 zł wymaganych za wariant termowizora o porównywalnej wielkości i jakości. Nawet najlepsze cyfrowe lunety noktowizyjne dostępne na rynku rzadko przekraczają granicę 6000 zł, podczas gdy najlepsze monokulary lub lunety termowizyjne mogą z łatwością kosztować 25000 zł lub więcej. Urządzenia termiczne działają na innej zasadzie, czujniki są znacznie droższe w produkcji, a to podnosi cenę rynkową.
Porównanie właściwości optycznych noktowizorów termowizyjnych i cyfrowych może sprawiać pewne trudności, ponieważ ich technologie są bardzo różne. Jest jednak jedna zdumiewająca różnica. Zasięg detekcji przy cyfrowym noktowizorze jest już maksymalny na poziomie około 400 metrów , ponieważ oświetlacze podczerwieni nie są wystarczająco mocne, aby oświetlić obiekty w linii widzenia poza tym zasięgiem. Porównaj to z termowizorami do obserwacji na najbardziej podstawowym, podstawowym poziomie, które już gwarantują zasięg wykrywania 1 kilometra. Jeśli chodzi o wysokiej jakości urządzenia termowizyjne, zasięg ten może sięgać nawet do 2 kilometrów lub więcej .
Co to jest noktowizja?
Zacznijmy od małego wprowadzenia, które pozwoli nam spojrzeć z innej strony na temat. Nasze oczy widzą odbite światło. Kamery światła dziennego, noktowizory i ludzkie oko działają na tej samej podstawowej zasadzie czyli energia światła widzialnego uderza w coś i odbija się od tego, a następnie detektor odbiera to i zamienia w obraz. Niezależnie od tego, czy są to oczy, kamera czy noktowizory muszą one otrzymywać wystarczającą ilość światła, w przeciwnym razie nie stworzą obrazu. Oczywiście w nocy nie ma światła słonecznego, które odbijałoby się, więc są one ograniczone do światła dostarczanego przez światło gwiazd, księżyca i iluminatorów. Jeśli nie ma ich wystarczająco dużo, będą w stanie stworzyć obrazu. Iluminator to urządzenie emitujące wiązkę światła podczerwieni, aby dostarczyć noktowizorowi więcej światła (przykłady iluminatorów w noktowizorach znajdziesz poniżej). Światło podczerwone jest niewidoczne dla oka, ale przez lunetę noktowizyjną wygląda jak reflektor. Droższe lunety noktowizyjne w mniejszym stopniu polegają na oświetlaczu podczerwieni niż tańsze urządzenia, choć i tak są niezbędne.
Jak noktowizja powstawała i się rozwijała
Pierwsze noktowizory powstały już w 1935 roku. Pierwsze urządzenia były używane przez Niemców podczas II wojny światowej, ale były bardzo duże i wymagały dodatkowego źródła światła podczerwonego. Urządzenia te nazwano noktowizorem generacji 0. Od tego czasu pojawiły się nowe generacje, które działały również bez dodatkowego źródła podczerwieni. Pierwsze pasywne analogowe urządzenia noktowizyjne, które mogły operować światłem otoczenia, nazwano urządzeniami noktowizyjnymi Gen.1. Dzisiaj noktowizory generacji 1 są nadal dostępne, ale z ulepszonymi lampami wzmacniającymi obraz, zapewniającymi jeszcze lepszą jakość obrazu i wzmocnienie światła.
Później opracowano noktowizory generacji 2. To największy krok w historii noktowizorów między dwoma pokoleniami. Wyposażone są w ulepszoną lampę wzmacniającą obraz ze zintegrowaną płytą mikrokanałową, która dodatkowo poprawia wzmocnienie światła i są pierwszymi noktowizorami, które mogą działać w całkowitej ciemności bez sztucznego źródła światła, takiego jak oświetlacz podczerwieni. Ponadto udoskonalono urządzenia noktowizyjne Gen. 2 i opracowano wzmacniacze obrazu Gen. 2+. Urządzenia z taką lampą wzmacniającą obraz są najpowszechniejszymi urządzeniami wysokiej jakości w Europie, ponieważ oferują wyjątkowo dobrą jakość obrazu i rozdzielczość.
Urządzenia noktowizyjne Gen.3 to najbardziej zaawansowane i najbardziej ulepszone urządzenia noktowizyjne dostępne obecnie na rynku i są używane przez profesjonalistów, takich jak siły specjalne, policja, wojsko. Urządzenia te mają płytkę mikrokanałową, podobnie jak urządzenia Gen. 2, ale fotokatoda jest wykonana z arsenku galu. W przypadku noktowizorów Gen 3 powstały pewne ograniczenia prawne w ich komercyjnym wykorzystaniu, dlatego też w Polsce moda na noktowizory Gen 3 nie dotarła do nas. Następcami noktowizorów analogowych są cyfrowe urządzenia noktowizyjne. Nie mają one zintegrowanej lampy wzmacniacza obrazu, ale za to czujnik i zaawansowaną elektronikę.
Jak działają noktowizory?
Wiemy już ,że optyka noktowizyjna dzieli się na urządzenia analogowe i cyfrowe. Działają na zupełnie innej zasadzie, ale oba są zaprojektowane tak, aby umożliwić użytkownikowi widzenie w ciemności.
Analogowe noktowizory to urządzenia optoelektroniczne, które wytwarzają obraz bardzo podobny do tego, który widzisz oczami, tylko o różnych kolorach. Noktowizory wzmacniają niewielką ilość światła w ciemności za pomocą wzmacniacza obrazu, dzięki czemu wyświetlany jest jaśniejszy obraz do obserwacji w nocy. Te noktowizory działają w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni, podczas gdy termowizory działają tylko w zakresie podczerwieni. Różnica w stosunku do cyfrowych noktowizorów polega na tym, że obraz widzisz bezpośrednio przez układ optyczny bez ekranu. Oznacza to, że optyka nie ma częstotliwości odświeżania, więc obraz jest wyświetlany w normalnym czasie bez żadnych opóźnień.
Cyfrowe noktowizory działają inaczej. Posiadają czujnik za soczewką obiektywu, który rejestruje obraz. Ten czujnik przetwarza obraz, na który patrzysz, na sygnał elektryczny, który w końcu jest wyświetlany na ekranie przed okiem. Ponieważ obraz jest konwertowany, wszystkie cyfrowe noktowizory mają częstotliwość odświeżania. Cyfrowe i analogowe noktowizory są dostępne w wielu różnych kształtach, rozmiarach i oczywiście cenach. Analogowych noktowizorów na rynku jest już coraz mniej, głównie ze względu na ich wysoką cenę i brak możliwości obserwacji w dzień.
Wady i zalety noktowizorów analogowych
Analogowe noktowizory generacji 2 i 3 charakteryzują się bardzo dobrym kontrastem i wzmocnieniem światła. Obraz wygląda realistycznie i nie wygląda tak, jakbyś patrzył na ekran. Generacja 3 rzadko potrzebuje dodatkowego oświetlacza podczerwieni. Urządzenia generacji 2 zwykle go nie potrzebują, chyba że w całkowitej ciemności lub jeśli chcesz zobaczyć szczegóły z większych odległości.
Analogowe noktowizory również nie są tak wrażliwe na odbicia, takie jak krople wody lub inne. Dzięki noktowizorowi cyfrowemu odbicia mogą być bardzo jasne, a szczegóły wokół nie są widoczne. Może to być bardzo zauważalne podczas deszczu lub zaraz po deszczu. Przy dłuższych obserwacjach urządzenia analogowe są też dużo wygodniejsze w obsłudze, ponieważ obraz nie jest tak jasny, jak gdyby patrzeć na mały ekran w cyfrowej optyce noktowizyjnej. Zużycie baterii jest również bardzo niskie, ponieważ jedna mała bateria, taka jak CR 123 lub CR2, może działać nawet do 50 godzin.
Największą wadą analogowych noktowizorów jest cena. Noktowizory generacji 1 są bardzo przystępne cenowo, ale w porównaniu do cyfrowego noktowizora jakość obrazu jest fatalna. Analogowe noktowizory generacji 2 i 3 są dużo lepsze niż urządzenia cyfrowe, ale także dużo droższe. Jest to również główny powód, dla którego cyfrowe noktowizory zyskują dużą popularność. Inną małą wadą tych urządzeń jest to, że nie mają one specjalnych funkcji, takich jak robienie zdjęć lub nagrań wideo, i są bardzo wrażliwe na jasne źródła światła. Włączenie optyki w jasny słoneczny dzień może spowodować uszkodzenie lampy wzmacniacza obrazu. Podsumowując, noktowizory cyfrowe w relacji cena-jakość są zdecydowanym faworytem, jednakże na chwilę obecną najlepszym noktowizorem wciąż jest noktowizor analogowy Gen 3 lub nawet Gen 3+ , ale ich cena jest często absurdalnie wysoka.
Noktowizory cyfrowe - nowość ostatnich dekad
Cyfrowe noktowizory to najnowsze osiągnięcie w obserwacjach nocnych. Działają zupełnie inaczej niż tradycyjne analogowe noktowizory. W przypadku cyfrowej optyki noktowizyjnej obraz dociera do optyki za pomocą czujnika znajdującego się tuż za soczewką obiektywu. Ten czujnik przetwarza obraz, na który patrzysz, na sygnał elektryczny, który w końcu jest wyświetlany na ekranie przed okiem. Ponieważ obraz jest konwertowany, wszystkie cyfrowe noktowizory mają częstotliwość odświeżania.
Częstotliwość odświeżania mówi nam, ile razy na sekundę obraz jest aktualizowany. Dobre noktowizory cyfrowe mają częstotliwość odświeżania 50, a nawet 60 klatek na sekundę, dzięki czemu użytkownik widzi ładny i płynny obraz. Gdy częstotliwość odświeżania jest zbyt niska, można zobaczyć szybko zmieniające się klatki, co wpływa na wrażenia wizualne. Ważną rolę odgrywa również wyświetlacz, na który patrzy użytkownik. Jeśli rozdzielczość wyświetlacza jest dobra, również wyświetlany obraz jest lepszy i nie widać pojedynczych pikseli.
Wady i zalety noktowizorów cyfrowych
Cyfrowe noktowizory mają tę zaletę, że są dużo tańsze niż noktowizory generacji 3, a nawet 2. Dzięki połączeniu wysokiej jakości oświetlacza podczerwieni cyfrowa optyka noktowizyjna może być bardzo przydatna również na większych odległościach. W większości przypadków wytwarzają one obraz w jakości odpowiadającemu analogowi Gen 2 / Gen 2+. W porównaniu do analogowych noktowizorów, optyka cyfrowa ma tę zaletę, że można zastosować oświetlacze podczerwieni o długich falach, które są całkowicie niewidoczne dla wszystkich zwierząt. Na przykład noktowizory Gen.1 widzą światło podczerwone do 760nm-780nm, a urządzenia cyfrowe nawet do 980nm. Wiele zwierząt może wykryć światło do 850nm.
Dzięki noktowizorowi cyfrowemu użytkownik nie jest zmuszony do korzystania tylko ze stałego powiększenia, jak w przypadku tradycyjnych analogowych noktowizorów. Powiększenie można zmienić cyfrowo, dzięki czemu użytkownik uzyskuje lepsze rozpoznawanie szczegółów. Przy większych powiększeniach obraz się znacząco pogarsza, więc nie jest to kluczowa cecha. Noktowizory cyfrowe mają jedną wielką zaletę w porównaniu z urządzeniami analogowymi - można robić nimi zdjęcia, a nawet filmy. Można je łatwo przesłać do smartfona lub nawet komputera. Wielu producentów oferuje również aplikację na smartfony, za pomocą której można zmieniać ustawienia, pobierać zdjęcia i filmy itp. W przypadku analogowego noktowizora nic z tego nie jest możliwe.
Cyfrowe noktowizory mogą być również używane w dzień, ponieważ jasne światło nie może uszkodzić czujnika. Tak nie jest w przypadku analogowej optyki noktowizyjnej, ponieważ wystawienie optyki w słoneczny dzień może uszkodzić lampę wzmacniacza obrazu.
Ponieważ noktowizory cyfrowe mają mały ekran, a obraz wydaje się jaśniejszy, użytkownik może zostać oślepiony na kilka sekund po użyciu. Jest to zauważalne tylko w całkowitej ciemności, ponieważ oczy nie mogą tak szybko dostosować się od jasnego obrazu do ciemnego otoczenia. Co więcej, gdy iluminator podczerwieni jest włączony, obraz wokół tego miejsca jest przeważnie biały, więc bardzo trudno jest dostrzec jakiekolwiek szczegóły. Może się to zdarzyć, gdy pada deszcz lub gdy woda jest nadal na roślinach. Zużycie baterii jest znacznie wyższe niż w przypadku analogowej optyki noktowizyjnej, więc baterie są większe i cięższe i zazwyczaj są to akumulatory 18650 lub paluszki AA. Jeśli planujesz używać optyki przez wiele godzin naraz, potrzebna będzie dodatkowa bateria.
Iluminator podczerwieni w noktowizorach
Ludzkie oko widzi światło o długościach fal od 380 do 740 nanometrów. To widmo fal nazywane jest również światłem widzialnym. Długości fal, które są poza widmem widzialnym, są dłuższe i nazywane są długościami fal podczerwieni. Oświetlacz podczerwieni to latarka, która emituje światło w widmie podczerwieni, które jest niewidoczne dla ludzkiego oka, ale widoczne dla noktowizorów. Oświetlacze podczerwieni są dostępne w różnych długościach fal. Długość fali w połączeniu z rodzajem noktowizora mówi nam, do jakiego rodzaju noktowizora są przeznaczone.
W przypadku analogowych noktowizorów doskonale sprawdzają się tylko określone oświetlacze podczerwieni. Z tego powodu kupując oświetlacz podczerwieni należy uważać, jaką maksymalną długość fali wykrywa optyka noktowizyjna. Jeśli światło emitowane przez oświetlacz podczerwieni jest poza widmem, jest niewidoczne dla takiej optyki. Iluminatory działające z noktowizorami analogowymi:
- Gen. 1 - iluminator 750nm a 780nm
- Gen. 2 - iluminator 850nm lub do 900nm
- Gen. 3 - iluminator do 900nm (choć przeważnie nie jest potrzebny)
Iluminatory podczerwieni do noktowizorów cyfrowych
Cyfrowe noktowizory nie są zbyt wybredne, jeśli chodzi o odpowiedni oświetlacz podczerwieni. Mogą wykrywać wszystkie długości fal do 950nm-980nm, w zależności od producenta. To znacznie ułatwia podjęcie decyzji, który oświetlacz IR kupić, a na rynku dostępnych jest wiele oświetlaczy, które są dostępne w niskiej cenie. Ważne jest również, aby wiedzieć, że w przeciwieństwie do ludzi, niektóre zwierzęta wykrywają dłuższe fale światła, nawet do 850nm.
Co to jest termowizja?
Termowizja to metoda wykorzystania promieniowania podczerwonego i energii cieplnej do gromadzenia informacji o obiektach w celu formułowania ich obrazów, nawet w warunkach słabej widoczności. Jest to rodzaj technologii, który przez lata zyskał szerokie spektrum zastosowań. W szczególności jest to skuteczna alternatywa dla technologii noktowizyjnej, z możliwością pracy przy całkowitym braku światła (ponieważ nie opiera się na świetle widzialnym), a nawet może działać w dymie, mgle, smogu i zamgleniu.
Jak działa termowizja?
Światło widzialne jest niezwykle przydatne dla ludzi i zwierząt, ale stanowi tylko niewielką część widma elektromagnetycznego. Promieniowanie podczerwone wytwarzane przez ciepło, zajmuje więcej „miejsca” w tym widmie, jak na rysunku. Kamery termowizyjne rejestrują i oceniają wzajemne oddziaływanie pochłanianego, odbijanego, a czasem nawet przesyłanego ciepła.
Poziom promieniowania cieplnego emitowanego przez obiekt nazywany jest jego sygnaturą cieplną. Im cieplejszy jest dany obiekt, tym więcej promieniowania przedostanie się do otoczenia. Kamera termowizyjna jest w stanie rozróżnić źródła ciepła i bardzo małe różnice w promieniowaniu cieplnym. Zestawia te dane w kompletną „mapę cieplną”, wyróżniającą się poziomem ciepła. Przeczytaj artykuł: Termowizja - najczęściej zadawane pytania i odpowiedzi i dowiedz się więcej.
Termowizory na rynku cywilnym
Wprowadzenie urządzeń termowizyjnych na rynek cywilny było przełomowym momentem dla przemysłu optycznego. Po raz pierwszy myśliwych i obserwatorów dzikiej przyrody nie ograniczało już światło otoczenia i rzadkość przeszkód środowiskowych. Urządzenia te są wyjątkowo wytrzymałe, stworzone do nieostrożnej obsługi na otwartej przestrzeni i w ekstremalnych warunkach pogodowych. Zewnętrzne powierzchnie obudowy pokryte są zazwyczaj twardym materiałem albo grubą gumą. Dzięki wewnętrznemu przedmuchiwaniu suchym azotem lub argonem, termowizory są wyjątkowo odporne na wewnętrzne zaparowanie soczewki i uszkodzenie przez wodę.
We wszystkich innych aspektach fizycznych te zarówno monokulary jak i celowniki czy też lornetki termowizyjne celowo przypominają i imitują klasyczne optyczne odpowiedniki w celu łatwiejszej obsługi. W porównaniu z noktowizorami kamery termowizyjne oferują niezwykle duże zasięgi wykrywania. Ich możliwości mogą zostać dodatkowo wzmocnione przez wbudowane dalmierze laserowe. Czujnik (detektor ciepła) jest sercem każdej optyki termowizyjnej. Pod wieloma względami wszystko, co musisz wiedzieć o jakości lornetki termowizyjnej, jest podsumowane w specyfikacji czujnika. Standardowa rozdzielczość czujnika to 640x480 pikseli, a rozmiar pojedynczego piksela to około 17 lub 12 mikronów.
Obrazowanie termiczne pozwala spojrzeć poza ograniczenia konwencjonalnej optyki. Są szczególnie odpowiednie dla myśliwych, entuzjastów dzikiej przyrody, sektora bezpieczeństwa, osób udzielających pierwszej pomocy podczas misji poszukiwawczych lub ratowniczych oraz do celów wojskowych. Co więcej, w naszej ofercie Beafoto znajdziesz również drony z kamerami termowizyjnymi DJI Zenmuse XT2!
Wady i zalety termowizorów
Skoro wiemy już jak w skrócie działa termowizja, możemy teraz omówić jej lepsze i słabsze strony. Jedną z przewag termowizora nad noktowizorem jest to, że widzi on przez wysoką trawę, mgłę, dym itp., Ponieważ odczytuje ciepło i nie używa światła do „zobaczenia” obrazu. Różnicę w tym można doświadczyć podczas polowań, gdy zidentyfikowanie zwierzyny jest w takich warunkach wyjątkowo trudne. Zwierzęta wydalające ciepło po prostu nie mogą się ukryć przed termowizorem, chyba że znajdują się za twardą barierą lub osłoną przypominającą dżunglę. Kolejną zaletą termowizyjną w porównaniu z noktowizorem jest zasięg wykrywania. Termowizja może wykryć ciepłe cele ze znacznie większej odległości. Wysokiej klasy termowizor może wykryć zwierzęta stałocieplne na polu nawet do 2000 metrów. Możesz nie być w stanie rozszyfrować, czy z tej odległości jest jeleń, krowa czy świnia, ale będziesz wiedzieć, czy coś tam jest, więc możesz podejść bliżej, aby potwierdzić swój cel.
Jednak te zalety mają swoją cenę. Celowniki termowizyjne kosztują od 8000 do nawet 30000 zł, monokulary termowizyjne są nieco tańsze - od 2000 do 16000 zł przy czym już za 4500 zł można znaleźć naprawdę dobry termowizor. Monokulary noktowizyjne kosztują już od 900 zł, zaś za celowniki będziemy musieli zapłacić od 3500 do 9500 zł. Kolejną wadą termowizorów jest ich nienaturalny obraz, stworzony tylko i wyłącznie na podstawie pomiaru ciepła. Takie obrazy wydają się być bardziej oderwane od rzeczywistości i bardziej pastelowe". Oczywiście nie dotyczy to bardziej zaawansowanych celowników termowizyjnych z matrycą 640x480 px za kilkanaście - kilkadziesiąt tysięcy, gdyż te są w stanie wychwycić najmniejsze różnice temperatur w doskonałej rozdzielczości.
Podsumowanie
Odpowiadając na pytanie co jest lepsze - noktowizja czy termowizja, musimy gruntownie przeanalizować zarówno warunki w jakich będziemy ich używać oraz zdecydowanie cenę, gdyż to ona będzie w głównej mierze wpływać na naszą decyzję. Wiedza o warunkach, w których będziesz polować, jest kluczowa. Czy będziesz w gęstych zaroślach lub w miejscu, w którym mgła często się pojawia termowizory skuteczniej wykryją zwierzę w głębokiej osłonie lub właśnie ukryte we mgle. Niektórzy jednak wolą noktowizję właśnie za ich naturalny obraz i wyraźnie szczegóły. Co ciekawe, jeżeli obserwujesz teren z samochodu, termowizja będzie zbędna, gdyż nie jest w stanie widzieć przez szkło.
Dla większości ludzi decydującym czynnikiem jest zwykle koszt. Średnio wysokiej jakości noktowizor kosztuje mniej więcej 40% ceny lunety termowizyjnej w podobnej jakości. Wiadomo że noktowizja jest na straconej pozycji w porównaniu z termowizorem, lecz aktualne ceny na celowniki termowizyjne są na tyle wysokie że tą walkę Goliat przegrał, a Dawid będzie tak długo triumfować, aż ceny na termowizję zaczną spadać. W zasadzie to już teraz jesteśmy świadkami zalania rynku zarówno dobrymi jak i tanimi monokularami termowizyjnymi. Dobrym przykładem są tutaj termowizory Hikvision.