Мультимасштабний камуфляж

Збройні сили Канади були першою армією, яка випустила піксельний цифровий багатомасштабний камуфляж для всіх підрозділів із своїм руйнівним візерунком CADPAT, випущеним у 2002 році, показаним тут у варіанті «Помірний ліс».
Американський камуфляж UCP забезпечував недостатній контраст, щоб ефективно деформувати контури солдатів, які на помірній відстані виглядали як єдиний сілует.
Деформаційний і активний камуфляж камбали

Мультимасштабний камуфляж — тип військового камуфляжу, який поєднує візерунки в двох або більше масштабах, часто (хоча не обов'язково) із цифровим камуфляжним візерунком, створеним за допомогою комп'ютера. Функція полягає в тому, щоб забезпечити камуфляж у діапазоні відстаней або, іншими словами, у діапазоні масштабів (масштабно-інваріантний камуфляж) на манер фракталів, тому деякі підходи називаються фрактальним камуфляжем. Не всі мультімасштабні візерунки камуфляжів складаються з прямокутних пікселів, навіть якщо вони розроблені за допомогою комп'ютера. Крім того, не всі піксельні шаблони працюють у різних масштабах, тому піксельне чи цифрове походження камуфляжу само по собі не гарантує кращої ефективності.

Першим стандартизованим камуфляжним шаблоном, який був запущений в масове виробництво, був одномасштабний італійський камуфляж Telo mimetico. Витоки сучасних мультимасштабних моделей камуфляжу можна простежити до експериментів 1930-х років, коли у Німеччині було розроблено низку мультимасштабних камуфляжів. Перший піксельний мультимасштабний камуфляж CADPAT (англ. Canadian Disruptive Pattern) був прийнятий на озброєння в 1997 році, за ним був камуфляж морських піхотинців США MARPAT, прийнятий на озброєння в 2002 році.

Принцип

[ред. | ред. код]

Масштабна інваріантність

[ред. | ред. код]
Див. також: Інваріантність щодо масштабу

Масштабність камуфляжних візерунків пов'язана з їх функцією. Великі структури потребують більших візерунків, ніж окремі солдати, щоб порушити їх форму. У той же час великі візерунки ефективніші здалеку, тоді як дрібні візерунки краще працюють зблизька[1]. Традиційні одномасштабні шаблони добре працюють у своєму оптимальному діапазоні від спостерігача, але спостерігач на інших відстанях не бачитиме шаблон оптимально. Сама природа дуже часто є фрактальною, де рослини та скельні утворення демонструють подібні візерунки в кількох масштабах. Ідея багатомасштабних візерунків полягає в тому, щоб імітувати самоподібність природи, а також запропонувати незмінний масштаб або так званий фрактальний камуфляж[2][3].

Такі тварини, як камбала, мають здатність адаптувати свої камуфляжні візерунки відповідно до фону, і вони роблять це надзвичайно ефективно[4], вибираючи візерунки, які відповідають просторовим масштабам поточного фону[4].

Дизайн компромісів

[ред. | ред. код]
Візерунки в природі, як і листя цього куща Buxus sempervirens, часто розбиваються на візуальні елементи з дрібними та великими масштабами, як-от гілки та листя.
Італійська Telo mimetico, вперше використана в 1929 році

Коли візерунок називають цифровим, це найчастіше означає, що він видимо складається зі згенерованих комп'ютером пікселів[5]. Цей термін іноді також використовується для згенерованих комп'ютером візерунків, таких як непіксельований MultiCam та італійський фрактальний шаблон Vegetato[6]. Ні пікселізація, ні оцифровка не сприяють ефекту маскування. Однак піксельний стиль спрощує дизайн і полегшує друк на тканині порівняно з традиційними візерунками. Хоча цифрові візерунки набувають широкого поширення, критики стверджують, що піксельне оформлення камуфляжу — це швидше питання моди, а не функціоналу[7].

Процес проєктування передбачає компроміс між різними факторами, зокрема кольором, контрастністю та загальним руйнівним ефектом. Неврахування всіх елементів шаблону, як правило, призводить до поганих результатів. Наприклад, універсальний камуфляж армії США (UCP), прийнятий після обмежених випробувань у 2003—2004 роках, показав погані результати через низький контраст малюнка («ізосвітність» — за межами дуже близької відстані дизайн виглядає як поле суцільного світло-сірого кольору, нездатність порушити контури об'єкта) і довільний вибір кольору, жоден з яких не можна зберегти шляхом квантування (оцифрування) геометрії візерунка[8][9]. З 2015 року дизайн було замінено на Operational Camouflage Pattern, візерунок без пікселів[10][11].

Історія

[ред. | ред. код]

Міжвоєнний розвиток у Європі

[ред. | ред. код]

Ідея візерункового камуфляжу походить із міжвоєнного періоду в Європі. Першим друкованим камуфляжним візерунком був італійський telo mimetico 1929 року, який використовував нерегулярні ділянки трьох кольорів в одному масштабі[12].

Німецькі експерименти Другої світової війни

[ред. | ред. код]
Waffen-SS 1944 Erbsenmuster (малюнок у горох) поєднує великі та дрібні візерунки.
Сучасний німецький Flecktarn 1990, розроблений на основі зразка 1938 року, є нецифровим шаблоном, який працює на різних відстанях .

Під час Другої світової війни Йоганн Георг Отто Шик[a] розробив серію візерунків, таких як Platanenmuster (платан) і Erbsenmuster (горошинка) для Waffen-SS, поєднуючи мікро- та макровізерунки. в одній схемі[13][14].

Німецька армія розвинула цю ідею в 1970-х роках у камуфляжі Flecktarn, який поєднує менші форми з дизерінгом; це пом'якшує межі великомасштабного візерунка, роблячи об'єкти, що знаходяться під ним, важче розрізнити.

Радянські експерименти Другої світової війни

[ред. | ред. код]

Піксельні форми камуфляжа з'явились за багато років до виникнення компьютерного дизайна, і вже використовувалися в експериментах Радянського Союзу з камуфляжними візерунками, такими як «ТЦМКК» [b] розроблений у 1944 чи 1945 роках. У візерунку використовуються ділянки оливково-зеленого, піщаного та чорного кольорів, що збігаються разом у розбитих плямах у різних масштабах.

Дослідження Тімоті О'Ніла 1976 року

[ред. | ред. код]
Оперативний камуфляж (OCP), деструктивний, але не піксельний візерунок, який замінив Універсальний камуфляж (UCP) у 2015 році

У 1976 році Тімоті О'Ніл створив піксельний візерунок під назвою «Dual-Tex». Він назвав цифровий підхід «відповідністю текстур». Початкова робота була виконана вручну на знятому з експлуатації бронетранспортері M113; О'Ніл намалював візерунок за допомогою 2-дюймового (5 сантиметрового) валика, утворюючи кольорові квадрати вручну. Польові випробування показали, що результат був хорошим порівняно з існуючими моделями камуфляжу армії США, і О'Ніл став інструктором і дослідником камуфляжу у військовій академії Вест-Пойнта[16][17].

Фракталоподібні цифрові моделі 2000-х

[ред. | ред. код]

До 2000 року велася розробка для створення піксельних камуфляжних візерунків для бойової форми, наприклад CADPAT збройних сил Канади, який був розроблений у 1997 році, який пізніше був випущений у 2002 році, а потім MARPAT морської піхоти США, випущений між 2002 і 2004 роками. Шаблони CADPAT і MARPAT були дещо самоподібними (як фрактали та шаблони в природі, наприклад рослинності), призначені для роботи в двох різних масштабах; справді фрактальний візерунок був би статистично подібним у всіх масштабах. Для виявлення цілі, замаскованої за допомогою MARPAT, потрібно приблизно в 2,5 рази більше часу, ніж для старішого камуфляжу НАТО, який працював лише в одному масштабі, тоді як розпізнавання, яке починається після виявлення, займає на 20 відсотків більше часу, ніж із старішим камуфляжем[18][19][20].

Фракталоподібні шаблони працюють, тому що зорова система людини ефективно розрізняє зображення, які мають різну фрактальну розмірність або іншу статистику другого порядку, як-от спектри просторової амплітуди Фур'є ; об'єкти просто вискакують із фону[18]. Тімоті О'Ніл допоміг Корпусу морської піхоти розробити спочатку цифровий шаблон для транспортних засобів, а потім тканину для уніформи, яка мала дві кольорові схеми: одну для лісів, іншу для пустелі[9].

Див. також

[ред. | ред. код]

Виноски

[ред. | ред. код]
  1. ↑ Шик (1882–) був професором у Мюнхені в 1930-х роках, а з 1935 року директором новоствореного відділу камуфляжу (названого «T» для «Tarnung», камуфляж).
  2. ↑ ТЦМКК - акронім для "трьохкольоровий маскувальний камуфляжний костюм" (російською - "трьохколірний маскувальний камуфльований костюм", тріохцветний маскировочний камуфлірований костюм).[15]

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ Craemer, Guy. Dual Texture - U.S. Army digital camouflage. United Dynamics Corp. Процитовано 27 вересня 2012.
  2. ↑ Hambling, David (8 травня 2012). Invisibility cloaks are almost a reality with fractal-camouflage clothing. Wired. № June 2012.
  3. ↑ Vergun, David. Army testing combat boots, camouflage patterns. United States Army. Процитовано 28 квітня 2014.
  4. ↑ а б Akkaynak, Derek та ін. (March 2017). Changeable camouflage: how well can flounder resemble the colour and spatial scale of substrates in their natural habitats?. Royal Society Open Science. 4 (3): 160824. Bibcode:2017RSOS....460824A. doi:10.1098/rsos.160824. PMC 5383827. PMID 28405370. Our results show that all flounder and background spectra fall within the same colour gamut and that, in terms of different observer visual systems, flounder matched most substrates in luminance and colour contrast.
  5. ↑ Craemer, Guy (2007). CADPAT or MARPAT Camouflage. Who did it first; Canada or the US?. Hyperstealth. Процитовано 3 лютого 2012.
  6. ↑ Strikehold (2010). Making Sense of Digital Camouflage. Strikehold. Архів оригіналу за 30 November 2012. Процитовано 2 вересня 2012.
  7. ↑ Engber, D. (5 липня 2012). Lost in the Wilderness, the military's misadventures in pixellated camouflage. Slate. Процитовано 27 вересня 2012.
  8. ↑ Hu, Caitlin (2016). The Art and Science of Military Camouflage. Works That Work (7). Процитовано 8 березня 2017.
  9. ↑ а б Kennedy, Pagan (10 травня 2013). Who Made That Digital Camouflage?. New York Times. Процитовано 18 квітня 2014.
  10. ↑ Vergun, David (31 березня 2014). Army testing combat boots, camouflage patterns. U.S. Army. Процитовано 22 квітня 2014.
  11. ↑ Army Combat Uniform Summary of Changes (PDF). US Army. Процитовано 1 квітня 2017.
  12. ↑ Verny, Eric; Bocek, Jonathan. Italian Camouflage. Der Erste Zug. Архів оригіналу за 12 листопада 2020. Процитовано 14 вересня 2016.
  13. ↑ Peterson, D. (2001). Waffen-SS Camouflage Uniforms and Post-war Derivatives. Crowood. с. 64. ISBN 978-1-86126-474-9.
  14. ↑ Schick, Johann Georg Otto (1882-). Kalliope-Verbund. Процитовано 29 березня 2016.
  15. ↑ Dougherty, Martin J. (2017). Chapter 2: Infantry Camouflage in the Modern Era. У Spilling, Michael (ред.). Camouflage At War: An Illustrated Guide from 1914 to the Present Day. London: Amber Books Ltd. с. 69. ISBN 978-1-78274-498-6.
  16. ↑ Fusco, Vincent (3 червня 2010). West Point explores science of camouflage. U. S. Army. Процитовано 24 серпня 2017.
  17. ↑ Kennedy, Pagan (10 травня 2013). Who Made That Digital Camouflage?. The New York Times.
  18. ↑ а б Billock, Vincent A; Cunningham, Douglas W.; Tsou, Brian H (2010). Andrews, Dee H. (ред.). Human Factors Issues in Combat Identification. Ashgate. с. 99—101. ISBN 9781409486206.
  19. ↑ Billock, Vincent A.; Cunningham, Douglas W.; Tsou, Brian H. What Visual Discrimination Of Fractal Textures Can Tell Us About Discrimination Of Camouflaged Targets: 99—112. CiteSeerX 10.1.1.570.3015. Presented at the Human Factors Issues in Combat Identification Workshop, Gold Canyon, Arizona, May 13, 2008.
  20. ↑ O'Neill, T., Matthews, M., & Swiergosz, M. (2004). Marine Corps innovative camouflage. Midyear meeting of the American Psychological Association, Divisions 19 & 21. Supplementary data at http://www.hyperstealth.com/digital-design/index.htm