NIR-Signatur

NIR (Near Infra Red) är ett sorts ljus som ögat inte kan se, men som kan ses genom bildförstärkare/NVG/Night Vision. Det synliga ljuset sträcker sig mellan ca 390 - 770 nm i våglängd. NIR brukar anges som 750-1400 nm. För militärt bruk är dock våglängder kring 750-950 nm det mest relevanta.
Vanligt dagsljus, månljus och stjärnljus innehåller alla IR-ljus. Under svaga ljusförhållanden använder man bildförstärkare som dels förstärker det befintliga ljuset, dels gör det möjligt att se IR-ljus.
I kompakt mörker där det inte finns något vanligt ljus belyser man med IR-lampa. I dessa fall kommer terrängen enbart belysas med IR och alla färger återges enbart i NIR-spektrumet.
Under normala ljusförhållanden (månljus, skymning, stjärnljus) kommer en bildförstärkare återge en bild som är en blandning mellan en förstärkt version av det synliga spektrumet och NIR-spektrumet. Under väldigt svag vanlig belysning kommer många material se ut precis som i dagsljus, men vissa kan bli nästan vita eller svarta. Ju mindre vanligt ljus och mer IR-ljus desto tydligare blir materialet

Ovan: EMT-ficka från Condor i tan, knappt synlig magasinsficka från First Spear liggandes på
en M90-jacka. Belyst enbart med IR-ljus. Fotograferat genom Gen1-bildförstärkare.

skillnaden i synligt ljus och IR-ljus. Kamouflagemönster som inte är NIR-anpassade försvinner och blir enfärgade, svarta nylontyger som inte är NIR-anpassade kan bli helt vita och enfärgade persedlar blir i olika färger på MOLLE-band, spännen och nylon (inte sällan kolsvart och kritvitt).

Egentligen beter sig material annorlunda för 750 nm IR-belysning jämfört med exempelvis 950 nm IR-belysning och får så kallade reflektionsgrafer. Det är dock ganska ovanligt att material gör tvära kast i reflektionsgrafen under NIR-intervallet 750-950 nm, därför har vi valt att ange ungefärliga reflektionsvärden för ca 800 nm, vilket kan anses avspegla ett genomsnittligt fältförhållande.

Varför är det grönt i bildförstärkare?

Det är en teknisk bieffekt. Det är enbart för att optimera ögats förmåga att se kontraster, vilket är bäst för grönt ljus. Många optroniska instrument återger NIR som vitt/svart. Fotografier i NIR blir ofta rödaktiga. IR-strålar har ingenting med grönt ljus att göra utan är närmast "besläktat" med rött.

Ovan: MultiCam® Velcro på adminficka från First Spear med goda NIR-egenskaper. Fotograferad i visuella spektrumet till vänster. Grön färgkorrigering för att efterlikna Gen1 NVG i mitten och rödaktigt obehandlat foto till höger, båda från NIR-kamera. Man hade lika gärna kunnat återge fotot i valfri monochromt färgschema. Fotograferat med NIR-kamera (720 nm+), grön färgjustering i PS5.

Begränsningar

Vi på Röda Stjärnan har utgått från de bildförstärkare och IR-belysningmoduler som vi har tillgång till. Vi har ingen avancerad mätutrustning som kan skapa reflektionsgrafer. De IR-belysningsmoduler vi använt är bland annat de IR-lampor som sitter inbyggda i bildförstärkare. Det är möjligt att du kommer att agera i förhållanden med annan våglängd på IR-ljuset. Det är då möjligt att utrustningen reflekterar på ett annorlunda sätt och får en annan NIR-signatur. Vi anser det dock osannolikt att skillnaderna blir så stora att de är relevanta för den vanlige användaren. Vi rekommenderar alltid användare som fäster stor vikt vid sin NIR-signatur att kontrollera med egen utrustning.

Vad är NIR-signatur?

Vi är vana att se omgivningen och uniformspersedlar i ljus från det synliga spektrumet, men många material beter sig väldigt annorlunda i ljus från NIR-spektrumet. Många material lyser upp helt vita, kamouflagemönster försvinner och identifiering försvåras.
NIR har ingen egen färg utan återges alltid optroniskt monokromt, som en färg i olika toner. Oftast anges NIR i grönt, ljust smaragdgrönt för Gen1 och mer gul-grönt för Gen2+. Ljusstyrkan anges som hur mycket NIR-strålnings om reflekteras. 100% reflektion upplevs som bländande vitt och 0 % reflektion upplevs som kolsvart. Således blir 50% mellangrått/mellangrönt. Nedan följer en lista på på vanliga materials reflektionsgrader:

Snö: 80-95%
Moln: 85-90%
Lövverk och gräs: ca 60-70 %
Ökensand: ca 40-55 %
Bark och trädstammar: ca 30-40 %
Betong: 25-35%
Torrt gräs: 25-30 %
Berg (granit): 25-30 %
Torr jord: ca 20 %
Berg (Basalt): 10-15 %
Asfalt: 7 %
Hav/vatten: ca 5%

Not: Generellt ca 4-procentenheter högre reflektion runt 900nm än 700nm.

Jord, trästammar, berg och betong ligger ganska lika och ligger på ca 25% vid 700nm och ca 40% vid 800nm, närmare 45% vid 900nm. detta är alltså lämpliga intervall för skogsterräng.
Sand och öken ligger högre på ca 45-55%. En ökenunfiorm bör alltså återges mörkare i NIR än i det synliga spektrumet, men ändå aningen ljusare än en skogsuniform. Eftersom ökenuniformer i regel är ganska ljusa ställer detta extra stora krav på tillverkaren.
Lövverk ligger väldigt högt och framstår nästan som vita i bildförstärkare under IR-belysning; ca 65%. En skogsanpassad uniform kommer framstå som mörk bland lövverk.
Djupt, still vatten utan reflektioner från bladverk har mycket låg reflektion; ca 10%. Dykardräkter och maskeringshuvor för amfibiska operationer bör ha mycket låg NIR-reflektion.

Tanken är då att du ska ha en god maskering även i NIR-spektrat. Du ska därför välja utrustning som har en ungefär lika stor reflektionsprocent som den omgivning du ska agera i. Dessutom kan det vara viktigt att dina nationsbeteckningar, identifikationsbeteckningar och mönster på uniformen återges på ett korrekt sätt även i NIR-spektra för att underlätta identifieringt.

Våra NIR-klasser

För att underlätta våra produktbeskrivningar har vi skapat tre klasser av persedlars IR-förmåga. Det är vår egen klassning och skall läsas i samband med våra begränsningar enligt rubriken ovan.
-NIR-anpassat. Eventuella kamouflagemönster återges på ett bra sätt som underlättar identifiering och konturernas uppbrytning. Persedeln ligger inom lämpliga reflektionsnivåer, i regel 25-45% för skogsmiljö och 45-55% för ökenanpassade persedlar. Vissa produkter skall reflektera i NIR-spektrumet, i så fall framgår det av produkttexten. Svarta uniformspersedlar anses vara NIR-klassade om de är svarta i NIR-spektrumet.
Snödräkter anses vara NIR-klassade om de reflekterar ca 85-90 % av NIR och eventuella mönster återges.
Ibland är även dessa persedlar NIR-klassade från leverantör, i så fall anges detta separat.
-NIR-Lämpligt. Persedelns anses vara lämplig vad gäller färgen, men eventuella mönster behöver inte överensstämma med det synliga spektrumet. Toleranserna är något högre och anses ligga mellan ca 20-60%. Saker som är svarta anses NIR-lämpliga om de återges inom detta spektra, alltså inte kritvita.
Snödräkter anses vara NIR-lämpliga om de reflekterar mer än ca 70 % av NIR utan hänsyn till eventuella mönster.
-Ej NIR-anpassat. Anges på produkter som har extremt ljusa eller extremt mörka NIR-färger. Typiskt är ACM-produkter som har omväxlande vita och svarta reflektioner från de olika materialen. Snödräkter anses vara olämpliga om de har reflektion under ca 60 %. Observera dock att även olämpliga produkter kan fungera i exempelvis lövverk eller vatten. Vi försöker ange reflektionsnivåerna på produkterna.

Spraya utrustningen för bättre NIR-anpassning

Du kan själv ytbehandla utrustningen för att förbättra NIR-signaturen, perfekt om du har en ficka med dålig NIR-signatur. Våra färger från Fosco ger en god NIR-signatur och tar bort extremt ljusa och extremt mörka reflektionsgrader. Tänk dock på att väldigt ljusa färger från Fosco förblir ljusa/mörka i bildförstärkare. En populär färg att använda är exempelvis Ranger Green och Olive Drab.

Bilden nere i vänstra hörnet visar en ficka med dålig NIR-signatur där halva sprayats med Olive Drab.

Vanliga frågor och svar

Ovan: Condor-fickor fotad i det visuella och NIR-spektrumet.
Notera den stora skillnaden. Fotograferat med NIR-kamera (720 nm+), färgjusterad i PS5.

Ovan: AOR2 ficka från EI och väst från First Spear med mycket goda NIR-egenskaper.
RSM-patchens mönster förvinner nästan, vid ännu mer IR-ljus hade
man inte kunnat urskilja den. Blodpacthen från 101INC fungerar dock
bra i NIR-spektrumet. Fotograferat med NIR-kamera (720 nm+), färgjusterad i PS5.

Ovan: Rekorddåliga NIR-egenskaper på ett ACM-hölster. mönstret försvinner helt och blir
istället nästan vitt. Fotograferat med NIR-kamera (720 nm+), färgjusterad i PS5.

Ovan: Otippad bra NIR-egenskaper på ACM-Multiam. Detta är Emerson, men vi har sett
samma på 101INC. Fotograferat med NIR-kamera (720 nm+), färgjusterad i PS5.

Ovan: Olika typer av M90-tyg. Från vänster: Mil-Tec, TACGEAR, original M90, ALE M90L
och ALE cyclone allvädersbyxa. Samtliga har goda NIR-egenskaper. Observera att
Corduraförstärkningen på TACGEARs och ALEs Cyclone blir något ljusare än övriga tyg pga
materialet. Fotograferat med NIR-kamera (720 nm+), färgjusterad i PS5.

1000 nm = 1.0 μm
Är IR mörker? Nej, Allt vanligt ljus innehåller IR. Människan kan inte se IR. Vid kompakt mörker kan inte mörkerhjälpmedel "se", utan då behövs en ljuskälla såsom IR-lampa. Om man i kompakt mörker belyser med IR-lampa kan bildförstärkarna se, men inte det mänskliga ögat.

Jag är militär/verkar i en NIR-miljö, måste allt jag har vara NIR-klassat? Det viktigaste är att du känner till din och din omgivnings NIR-signatur. Att bära en NIR-klassad ökenuniform i arktisk miljö med snö är inte lämpligt. En soldat i en klassisk NIR-anpassad uniform som ligger på en daggfuktig gräsmatta kommer att framstå som en mörk fläck.
Det är dock olämpligt att en soldat som ska verka i granskog med trädstammar, jord och döda barr har på sig enbart utrustning som har en starkt reflekterande NIR-signatur.
Enstaka persedlar eller detaljer som har en olämplig NIR-signatur bör för de flesta inte spela någon större roll för den totala NIR-signaturen. De kan också vara påbjudet från vissa organisationer att man ska visa upp en viss NIR-signatur, vilket kan gälla identifikationsemblem, kamouflagemönster och liknande. Kontrollera därför alltid med din chef/befäl om du ska använda persedlar med viss NIR-signatur. Hur fotograferar man i NIR? Man kan ta en vanlig digitalkamera och sätter på ett filter som stänger ute allt ljus förutom IR, och om det behövs tar bort det inbyggda filter som sorterar bort IR.
Man kan också fotografera igenom en bildförstärkare (kom ihåg att stänga av blixten...)
--> Vad är skillnaden mellan NIR och IR? IR är ett samlingsbegrepp för elektromagnetisk strålning med en våglängd mellan 750nm och 1mm. NIR är en undergrupp och innehåller strålning med en våglängd på 750-1400 nm (olika intervall för olika standarder).
Det finns andra optroniska instrument som kan detektera annan IR strålning, exempelvis FLIR (värmekamera) som detekterar strålning i spektrumet 8000-15000 nm.
Det behöver inte finnas något samband mellan ett materials signaturegenskaper i NIR och övriga IR-spektrat.
Vad menas med olika bildförstärkares generationer? I grunden använder alla bildförstärkare en snarlik teknik, befintligt ljus inklusive NIR-ljus förstärks och återges för ökat genom optik. De olika generationerna innehåller dock olika tekniska lösningar och har olika ljusförstärkning, kontrast, upplösning och livslängd.
Bildförstärkare tar i regel skada både av normalt användande och framförallt om de utsätts för starkt ljus. Vissa bildförstärkare stänger av sig själva då de utsätts för starkt ljus (dagsljus), andra går sönder/skadas.

Kort sammanfattat:
Generation 1: Ganska enkel teknik som förstärker befintligt ljus. Fungerar bäst i skymning där det inte är speciellt mörkt eller i samband med IR-lampa. Upplevs av de flesta som ganska dåliga utan IR-lampa. Användes förr av militären, men är nu nästan bara avsedda för civilt bruk. Kostar ca 4.000-10.000kr.
Generation 2 och 2+: Förbättrad teknik som avsevärt förbättrar ljusförstärkning och kotraster. Fullt fungerande som passiv IR utan IR-lampa. Kostar ca 17.000-40.000kr
Generation 3: Ytterligare förbättringar, framförallt vad gäller livslängd och förstärkning på långt håll eller i mycket dåliga ljusförhållanden. Pris ca 40.000kr+
Generation 4: På försöksstadiet. Ska fungera även i dagsljus utan att man blir bländad.