Qual é a diferença entre imagens térmicas e visão noturna?

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Vamos começar com uma pequena contextualização. Nossos olhos veem a luz refletida. As câmeras diurnas, os dispositivos de visão noturna e o olho humano funcionam de acordo com o mesmo princípio básico: a energia da luz visível atinge algo e é refletida, um detector a recebe e a transforma em uma imagem.

Seja um globo ocular ou uma câmera, esses detectores devem receber luz suficiente ou não serão capazes de compor uma imagem. À noite, obviamente, não existe luz solar para gerar qualquer reflexo, por isso os detectores se limitam à iluminação fornecida pelas estrelas e pela lua, bem como por luzes artificiais. Se não houver luz suficiente, eles não ajudarão muito você a enxergar.

Câmeras termográficas

Os geradores termográficos são totalmente diferentes. Nós os chamamos de “câmeras”, mas, na verdade, são sensores. Para entender como eles funcionam, é preciso esquecer tudo o que você achava que sabia sobre como as câmeras produzem as fotos.

As FLIRs criam fotos a partir do calor, e não da luz visível. O calor (também chamado de infravermelho ou energia térmica) e a luz são elementos pertencentes ao espectro eletromagnético, mas uma câmera que pode detectar luz visível não vê energia térmica e vice-versa.

As câmeras termográficas detectam mais do que somente calor; elas detectam diferenças minúsculas de calor em faixas de apenas 0,01 °C e as exibem em tons de cinza ou com cores diferentes. Essa pode ser uma ideia complicada de compreender e muitas pessoas simplesmente não entendem o conceito, então vamos dedicar alguns instantes para explicá-lo.

Tudo o que encontramos em nosso cotidiano libera energia térmica, até o gelo. Quanto mais quente algo é, mais energia térmica ele emite. Essa energia térmica emitida é chamada de “assinatura térmica”. Quando dois objetos próximos entre si têm assinaturas térmicas com variações sutis, eles aparecem nitidamente para uma FLIR, sejam quais forem as condições de iluminação.

A energia térmica é proveniente de uma combinação de fontes, dependendo do que você está visualizando no momento. Algumas coisas, como, por exemplo, animais de sangue quente (inclusive pessoas!), motores e máquinas, geram seu próprio calor, seja biológica ou mecanicamente. Outras coisas, como terra, rochas, boias e vegetação, absorvem o calor do sol durante o dia e o irradiam durante a noite.

Como materiais diferentes absorvem e irradiam energia térmica em taxas diferentes, quando consideramos que uma área tem determinada temperatura, na verdade, ela tem um mosaico de temperaturas com variações sutis. É por isso que uma tora na água há dias a fio parecerá ter uma temperatura diferente da água e, portanto, será visível para um gerador termográfico. As FLIRs detectam essas diferenças de temperatura e as convertem em detalhes da imagem.

Embora tudo isso possa parecer bastante complexo, a realidade é que as câmeras termográficas modernas são extremamente fáceis de usar. Suas imagens são nítidas e fáceis de entender, não exigindo treinamento ou interpretação. Se você assiste à televisão, é capaz de usar uma câmera termográfica da FLIR.

Dispositivos de visão noturna

Aquelas imagens esverdeadas que vemos nos filmes e na TV são produzidas por óculos de visão noturna (NVGs) ou outros dispositivos que usam as mesmas tecnologias centrais. Os NVGs captam pequenas quantidades de luz visível, as ampliam e projetam a imagem em um visor.

As câmeras produzidas com a tecnologia NVG têm as mesmas limitações que a visão a olho nu: se não houver luz visível suficiente, elas não conseguirão ver bem. O desempenho da imagem de qualquer coisa que dependa da luz refletida é limitado pela quantidade e intensidade da luz que está sendo refletida.

NVGs e outras câmeras de baixa luminosidade não são muito úteis durante o crepúsculo, quando há bastante luz para que elas funcionem de forma eficaz, mas não há luz suficiente para você ver a olho nu. As câmeras termográficas não são afetadas pela luz visível, então elas podem fornecer imagens nítidas mesmo quando você está olhando para o pôr do sol. Na verdade, você pode apontar um holofote para uma FLIR e ainda obter uma imagem perfeita.

Câmeras iluminadas por infravermelho (I2)

As câmeras I2 tentam gerar sua própria luz refletida ao projetar um feixe de energia quase infravermelho que seu gerador de imagens é capaz de ver quando a luz é refletida de um objeto. Isso funciona até certo ponto, mas as câmeras I2 ainda dependem da luz refletida para compor uma imagem, por isso elas têm as mesmas limitações que qualquer outra câmera de visão noturna que dependa da energia da luz refletida, ou seja, alcance curto e contraste ruim.

Contraste

Todas essas câmeras de luz visível, isto é, câmeras diurnas, câmeras de NVG e câmeras I2, funcionam ao detectar a energia da luz refletida. Mas a quantidade de luz refletida que elas recebem não é o único fator que determina se você poderá ou não ver com essas câmeras: o contraste da imagem também é importante.

Se você está olhando para um objeto com bastante contraste em relação ao seu entorno, terá mais chance de vê-lo com uma câmera de luz visível. Se o objeto não tiver um bom contraste, você não irá vê-lo bem, não importa quanto brilho o sol esteja irradiando. Um objeto branco visto contra um fundo escuro tem bastante contraste. No entanto, essas câmeras terão dificuldade de ver um objeto mais escuro contra um fundo escuro. Essa é a definição de contraste ruim. À noite, quando a falta de luz visível diminui naturalmente o contraste da imagem, o desempenho da câmera de luz visível é ainda mais prejudicado.

Os geradores termográficos não têm nenhuma dessas deficiências. Primeiro, eles não têm qualquer relação com a energia da luz refletida: eles veem o calor. Tudo o que você vê no cotidiano tem uma assinatura térmica. É por isso que você tem uma chance muito maior de ver algo à noite com um gerador termográfico do que com uma câmera de luz visível, até mesmo uma câmera de visão noturna.

Na verdade, muitos dos objetos que você poderia estar procurando, como pessoas, geram seu próprio contraste porque geram seu próprio calor. Os geradores termográficos podem vê-los bem porque eles não apenas criam fotos a partir do calor, como também criam fotos a partir das diferenças mínimas de calor entre os objetos.

Os dispositivos de visão noturna têm as mesmas desvantagens que as câmeras de TV diurnas e de baixa luminosidade: eles precisam de luz e contraste suficientes para criar imagens que possam ser utilizadas. Já os geradores termográficos veem nitidamente dia e noite, criando seu próprio contraste. Sem dúvida, as câmeras termográficas são a melhor opção de imagem 24 horas.