【不止游戏】夜视仪 究竟是如何看清楚黑暗的？

　　欢迎收看不止游戏第115期，我是乔伊。

　　黑夜，人类生存最大的难题之一。无论是古代还是现代，黑夜所带来的的黑暗，让人类无法得知周围环境中存在的危险。而人类也一直想尽各种办法，用火焰，电灯来驱散黑暗所带来的未知和恐惧。

　　但对于军队而言，黑暗弥漫的未知和恐惧，却可以加以利用。暮色成为了士兵最好的伪装，也能成为发动攻击最有效的时机。如何利用黑夜达到军事目的，成为兵家必论之事。

　　让黑夜站在自己这边，那便得依靠夜视仪和热成像这两种设备。

　　本期节目我先就给大家讲一讲，很多观众在游戏和电影中经常看到的装备：夜视仪。它的作用原理究竟是怎么样的？

　　夜视仪（night vision device）

　　顾名思义，就是一种在弱光或者黑暗环境下增强视力的电子设备。

　　一般分为主动式红外夜视仪，微光夜视仪和热成像仪。

　　最早出现的便是主动式红外夜视仪，在二战德国率先采用这种设备。

　　为什么叫“主动式红外”，就是因为它的工作原理，夜视仪带的红外灯，先发射红外光束照射目标，再将目标反射回来的红外图像转化为可见图像，从而达到夜视的效果。

　　德军后来在近50辆黑豹坦克上，安装了红外夜视仪。

　　除此之外，还有给步兵配备的“吸血鬼”便携系统，可以安装到STG-44步枪上使用。

　　虽然名字叫便携系统，但这玩意还是挺大的。不光要在枪上安装一个硕大的红外探射仪，还要在身上备个大型的电池组，来作为夜视仪的供电设备。

　　美军也在这个时期逐步配备了红外夜视仪，那便是M1、M3红外夜视仪，也就是《战地V》中出现的装备。现在大家能明白为什么这个枪上的夜视仪有个大灯了吧。

　　但这种主动红外式夜视仪，通过它的原理大家也能知道有点麻烦。每次都要先开红外光去照人家，虽然发射的红外光束肉眼不可见，但对面要是有红外探测装置，有可能会被敌人反向抓住。

　　所以当时出现了一种战术，让其他单位安装红外大灯，相当于你帮我照着，我躲起来用接收端暗中观察，到时候真要被抓了，挨揍的反正是你，以保护主要的坦克和射手。

　　但整体来说，这个时期的夜视仪，都还处于比较初级的阶段。无论是探测的距离和效果，还是体积和可靠性都不怎么好。只能说凑合着用。但这个技术并不说很差，主动式红外在军事领域，如今成为了一种夜视的辅助手段。

　　而在民用领域，就是现在的监控摄像头用的比较多。

　　例如我手上刚好有个监控摄像头，下面这个就是红外灯。现在晚上的环境大概还是能看清楚，如果我把摄像头挡住，大家都知道画面肯定是一片漆黑。

　　但现在你们看，我只挡住下面的红外线灯，不挡住摄像头。由于没有红外灯给它照亮环境，它就什么也拍不到了。所以大家现在能明白了吧，摄像头周围那些小灯泡，就是红外灯。

　　到了越南战争期间，夜视仪迎来了重大改进。开始利用环境光替代此前的红外光源。

　　也就是如今大家在游戏和电影中最常见到的：微光夜视仪。

　　在自然界的黑夜中，大家也知道就算再怎么黑，还是有点天光和月光的。不可能完全真黑的啥也看不见。这些天光会给地面环境带来一些光反射，只不过太微弱了，对于人眼而言还是很难看清楚。

　　而微光夜视仪的原理，就是把这些很微弱的自然光，通过夜视仪利用光电阴极进行光电转化，电子会在增强器内部的电路作用下放大几千倍几万倍，再以极高的速度撞击夜视仪的荧光屏。

　　说简单点，就是一种图像增强技术，把环境中人眼难以察觉的微弱的光，给你增强效果，转换成勉强清晰可见的图像。

　　有点类似于现在相机的感光度iso，但玩过相机的朋友都知道，如果强行把iso拉高的话，有用没用的信息都会被放大，画面也就会出现很多的噪点。

　　所以第一代的微光夜视仪也存在这个问题，图像中的噪点很多很容易失真。看久了容易伤眼睛。

　　越战期间，美军就开始使用AN/PVS-2夜视仪。可以安装在直升机上来执行夜间侦查任务。也有部分美军士兵装在自己的M16步枪上，充当黑夜的4倍瞄准镜。

　　但受限于当时的技术原因，这个夜视仪体积大不说，使用也很局限。第一代微光夜视仪，只有1000左右的光放大倍率，如果没有月光或者是山洞中实在太暗的环境，这种早期夜视仪也没有办法将微光放大到可见的效果。而且越南丛林中恶劣的作战环境，潮湿、磕碰都会导致夜视仪动不动就会抽风。

　　虽然效果一般，但至少奠定了之后夜视仪的发展方向。围绕着图像分辨率、便携性、可靠性等方向做出了改进。

　　第一代微光夜视仪，大约有1000小时的使用寿命。到了20世纪70年代研发出的第二代微光夜视仪，改进了图像增强器和光电阴极，让它有了2500-5000小时的使用寿命，还增大了2万倍的光放大率。

　　用人话说，就是弱光也清晰，既能适应更暗的环境，又能呈现更清晰的图像。

　　在海湾战争中，大量使用的AN/PVS-4就是第二代夜视仪。如果把它当作瞄具来用的话，还能更换各种标线，来适配如M16步枪、M72火箭筒等不同类型的武器。

　　到90年代研发的第三代夜视仪，其中就有大家在《逃离塔克夫》等多部游戏作品中，最常见到的AN/PVS-14。

　　这款第三代微光夜视仪，体积和重量都得到了极大的改善，所以可以直接安装在各种战术头盔上使用，更加方便灵活。

　　AN/PVS-14从2000年开始服役至今，在各大的冲突和特种行动中，都起到了十分关键的作用。

　　同时现代的微光夜视仪，还兼带刚才说的主动红外灯。一般不会使用，但如果真在黑的啥也看不见的洞穴等情况时，一点微光都没能给夜视仪放大的话，就可以使用红外灯来辅助使用。

　　不过大家看微光夜视仪的原理就能发现，是把微弱的光给放大，很多人在游戏和电影中都发现了一个情况。就是在黑夜本来用夜视仪看的好好的，突然敌人开启大灯弄出一个很大的光源，那岂不是把正常的灯光给放的更大，晃瞎戴夜视仪的人。这种情况会出现吗？

　　老式或者一些民用的微光夜视仪，确实会出现这种情况。突然遇上强光会导致致盲，甚至可能烧坏夜视仪。

　　但如今先进一点的军用夜视仪不会了，因为现代的军用夜视仪加了一个“强光保护”的设计。遇上强光夜视仪会调节自动门阀，将光调的低一些，来产生抗干扰的效果。如果光实在太亮了，它还会强制自动关机，以保护使用者的眼睛和设备。

　　接下来我想肯定不少人很疑惑，为什么夜视仪看起来的画面基本上都是绿色的？

　　士兵们在长期使用夜视仪时，绿色的画面能一定程度的缓解眼部疲劳。就跟经常听说多看绿叶保护眼睛一样的道理。

　　刚才是我乱编的，其实夜视仪不光有绿色的画面，也有棕黄色的画面，或者蓝灰色的画面。

　　之所以夜视仪会呈现绿色的画面，是因为夜视仪最核心的部件叫“像增强管”，将接收到的微弱光线转化成电子束，加强放大后轰击荧光粉来产生余辉的效果成像。而这个荧光粉一般会选用硫化锌，选其他的余辉效果不怎么好，还可能产生拖影，画面闪烁等情况。

　　而这种硫化锌荧光粉发的就是绿色的光。同时早期的雷达，示波器等你们发现没有，也是绿色的画面，就是因为都用的是硫化锌的荧光粉。

　　所以看起来夜视仪普遍是绿色的就是这个原因。

　　不过夜视仪可不只有是绿色的，也有用白磷管的。

　　使用白磷管产生的画面，就会呈现出这种偏蓝灰的颜色。这种颜色更接近于黑白的图像，能在一定程度上依靠对比度，增强物体的辨识能力，又能保持和绿色荧光粉一样的画面灵敏度。

　　那除了绿色的夜视仪和黑白的夜视仪，有没有彩色的夜视仪呢？

　　美国就搞出了一个X27的全彩夜视仪，号称第四代夜视仪。这玩意可以在黑夜呈现出和白天一样基本一致的全彩色图像。看起来是不是特别厉害。实际上这玩意并不是说的那么好。

　　它的作用原理和相机很相似。不同于之前的微光夜视仪增强器和荧光屏，X27全彩夜视仪是将放大之后的电子，打在里面一块特制的CMOS上，再通过算法降噪生成全彩的图像。

　　这个东西与其说是夜视仪，倒不如说是一个多功能的摄像头。目前看起来噱头的成分居多。这个X27虽然不行，但它全彩夜视肯定是未来一个重点的发展方向。

　　那这个X27不行，另一个“四眼”夜视仪是不是很强。其实所谓的“四眼”夜视仪叫GPNVG-18，全称是地面全景夜视仪。

　　对于夜视仪而言，有单筒，双筒，四筒，他们本质上的区别在于视野的限制大小。大家在游戏里能明显的感受到，单筒的夜视仪显示区域就那么大点，周围全是黑色的遮罩，找个东西还得不停的转头。

　　而这款全景夜视仪，四个筒的视野相加可以达到97度，比较接近于人眼正常视角的120度。基本上可以实现无死角，无视线盲区，能更好的应对各种军事行动。

　　像2011年猎杀本.拉登行动中，海豹们就是佩戴的这款夜视仪。只是看起来很帅，有点未来战士的意思。但这玩意就是多加了几个筒子让视场变宽，并没有特别高科技的东西。

　　现在厉害点夜视仪，要算AN/PSQ-20，这玩意单纯是夜视仪就算了，它还能切换成热成像模式。如果单纯切换成热成像模式也就算了，它还能将两者优点结合在一起，使其在黑夜中简直跟开挂一样能非常显眼的发现目标。

　　另外大家在电影和游戏中都会发现，每当打开夜视仪时，都会听到这么一个电流声，有点类似于一次性相机闪光灯充电的声音。这个夜视仪启动声甚至成为了《细胞分裂》的标志性元素。那启动的电流声，真是夜视仪的声音吗？

　　其实早期的夜视仪，受限于各种技术原因。在开机和使用过程中，电子接触到的内部电子器件，就会发出这种电流噪音。

　　原理有点像，大家小时候用的老式电视机，在开关机时听到的电流声。

　　也就是说，这种电流声其实是一种技术缺陷，并不是有意而为之。只不过在电影和游戏中，为了引起观众和玩家们的注意，这个声音被刻意的放大，也让它成为了夜视仪的经典元素之一。

　　目前较为先进的第三代夜视仪，经过几十年的设计和改进，基本杜绝了这种明显的电流声。

　　之前讲瞄具那期我给大家讲过，普通的镭射瞄具会容易暴露射手的位置，但有一种红外线（Infrared，简称IR）镭射瞄具较为特殊。这种红外瞄具肉眼不可见，只有带上夜视仪才能看到。这样就良好的解决了镭射瞄具容易暴露的缺点。

　　但这种方式一般用于打不对称战争，说白了就是欺负一些没有良好装备的游击队或者武装力量。遇上正规军是不会这样搞的，因为正规军一般也有夜视仪，双方处于同等水平，用了IR镭射人家夜视仪一看，就会暴露自己的位置，然后遭来一顿暴打。

　　感谢收看本期的不止游戏，下期我们弄了台热成像，来给大家讲热成像的原理，以及如何躲避热成像探测。喜欢的观众朋友们可以点击关注，我是乔伊，我们下期再见。