偽裝術(shù)走進(jìn)戰(zhàn)地迷彩的“進(jìn)化史”

肖紅　姜子涵

2019年10月1日，國(guó)慶70周年閱兵式上，受閱官兵身著新式迷彩服閃亮登場(chǎng)。新式迷彩服被軍迷們親切地稱(chēng)為“星空迷彩”，初次亮相，便引發(fā)廣泛關(guān)注。

如今，世界絕大多數(shù)國(guó)家的軍隊(duì)都有自己的迷彩服。迷彩服作為戰(zhàn)場(chǎng)上士兵的第一道防護(hù)，已然成為各國(guó)軍隊(duì)的獨(dú)特標(biāo)識(shí)。世界各軍事強(qiáng)國(guó)都極為重視迷彩服的研發(fā)。

一套具備良好偽裝效果的迷彩服，研發(fā)生產(chǎn)過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜。以俄羅斯為例，新式迷彩服從2007年開(kāi)始研制，到2019年才裝備完畢。其間歷經(jīng)多次技術(shù)攻關(guān)和實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)。那么，迷彩服是如何發(fā)展而來(lái)的？打造一款偽裝效果良好的迷彩服又有哪些難點(diǎn)？

源自戰(zhàn)場(chǎng)的“反向設(shè)計(jì)”

走在大街小巷，迷彩元素并不鮮見(jiàn)。無(wú)論是衣服上還是鞋子上，甚至配飾上，迷彩作為一種頗受青少年推崇的時(shí)尚符號(hào)，仿佛永遠(yuǎn)都不會(huì)過(guò)時(shí)。

事實(shí)上，迷彩走進(jìn)人們視野尚不足百年。其誕生與使用，始終與戰(zhàn)爭(zhēng)和軍事息息相關(guān)。

雖然古代就已經(jīng)有了用樹(shù)木枝葉和動(dòng)物皮毛制成、用于戰(zhàn)地偽裝的軍服，但是真正意義上的迷彩服，是用戰(zhàn)場(chǎng)上的失敗和鮮血換來(lái)的——

在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，色彩艷麗、風(fēng)格獨(dú)特的軍服，在戰(zhàn)場(chǎng)上占據(jù)著主導(dǎo)地位。一些歷史悠久的軍團(tuán)，往往習(xí)慣于根據(jù)本軍團(tuán)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出各式各樣的軍服。比如近代史上的奧地利輕騎兵，他們穿著精美的藍(lán)色上衣與紅色馬褲，腰間別著短劍，還戴著裝飾有漂亮羽毛的頭盔；還比如穿著猩紅夾克與白色褲子的英國(guó)陸軍。但是，正是這種顏色鮮艷的軍服，給軍隊(duì)帶來(lái)了巨大的傷亡。

1899年，英軍入侵南非，與當(dāng)?shù)氐暮商m人后裔布爾人展開(kāi)交火。布爾人發(fā)現(xiàn)，英軍的紅色軍服在南非的森林和熱帶草原中格外醒目，極易暴露。他們從中受到啟發(fā)，將自己的軍服和槍炮涂上黃綠色，然后隱蔽在密草叢林中發(fā)起突襲，打得英軍措手不及，而英軍卻難以發(fā)現(xiàn)對(duì)方。這場(chǎng)持續(xù)了3年的“英布戰(zhàn)爭(zhēng)”雖以英軍勝利告終，但英軍也付出了慘重的代價(jià)。

正是這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)，使歐洲各國(guó)意識(shí)到戰(zhàn)場(chǎng)上人員偽裝的重要性。于是，許多國(guó)家紛紛將鮮艷的軍服顏色改為綠色或黃色，以達(dá)到隱蔽的目的。接近戰(zhàn)場(chǎng)自然色的單一顏色軍服，可以算得上是現(xiàn)代軍用迷彩的雛形，因此也被稱(chēng)作“保護(hù)迷彩”。

進(jìn)入20世紀(jì)，飛機(jī)的出現(xiàn)，進(jìn)一步推動(dòng)了現(xiàn)代軍用迷彩的誕生。第一次世界大戰(zhàn)中，飛機(jī)被用于空中偵察對(duì)方火炮和車(chē)輛的位置。根據(jù)這些情報(bào)，己方炮火可以對(duì)那些目標(biāo)進(jìn)行直接打擊。面對(duì)來(lái)自空中的“天敵”，士兵們開(kāi)始想方設(shè)法讓自己在戰(zhàn)場(chǎng)上變得“不那么顯眼”。美國(guó)士兵用泥巴將制服弄臟，德國(guó)軍隊(duì)則命令所有士兵都要將頭盔涂上不同顏色。

第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期，隨著各種光學(xué)偵察器材的誕生，穿著單一顏色軍服的士兵在戰(zhàn)場(chǎng)上想要生存下來(lái)面臨著更加艱巨的挑戰(zhàn)。很多國(guó)家都加緊研發(fā)由多種色調(diào)組成的軍服，以適應(yīng)更加復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。1939年9月，納粹德國(guó)入侵波蘭時(shí)，為幾支黨衛(wèi)軍部隊(duì)率先發(fā)放了新式軍服。這是一款棕、綠、黃三色迷彩服，遍布著形狀并不規(guī)則的三色斑塊——在實(shí)戰(zhàn)中這些斑塊可以模糊人體的線(xiàn)條輪廓，讓士兵盡量和背景色融為一體。

自此，傳統(tǒng)斑塊迷彩伴著二戰(zhàn)炮火實(shí)現(xiàn)飛速發(fā)展。各國(guó)科研人員從戰(zhàn)場(chǎng)背景中提取典型的顏色和特征斑塊，設(shè)計(jì)出各式迷彩圖案。1943年，蘇軍采用印有樺木和闊葉偽裝圖案的迷彩服。大約在同一時(shí)期，他們又配發(fā)了一種新型林地迷彩服，在深綠底色上點(diǎn)綴有棕色的樹(shù)葉及枝條圖案。美軍則于1943年為在太平洋戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)的海軍陸戰(zhàn)隊(duì)配發(fā)“青蛙迷彩服”，這種迷彩服圖案與青蛙保護(hù)色相近，采用雙面?zhèn)窝b設(shè)計(jì)。

隨著心理學(xué)和視覺(jué)認(rèn)知技術(shù)的飛速發(fā)展，人們不僅需要單獨(dú)考慮迷彩服的顏色和特征圖案與背景的相似度，更要從人眼視覺(jué)認(rèn)知機(jī)理出發(fā)，利用視錯(cuò)覺(jué)理論設(shè)計(jì)可用于多種背景的迷彩。

傳統(tǒng)斑塊迷彩斑點(diǎn)較大、邊緣圓滑、斑塊互相拼接，主要用于對(duì)抗近距離、較低分辨率光學(xué)成像偵察。20世紀(jì)80年代以來(lái)，戰(zhàn)場(chǎng)偵察開(kāi)始向高分辨率、數(shù)字化方向發(fā)展，目標(biāo)細(xì)節(jié)成為重要暴露特征，傳統(tǒng)斑塊迷彩的迷惑效果已大不如前。

1997年，加拿大軍隊(duì)率先研發(fā)出數(shù)碼迷彩，開(kāi)啟了數(shù)碼迷彩的新紀(jì)元。2002年，美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)首次裝備MARPAT數(shù)碼迷彩。從那時(shí)起，數(shù)碼迷彩成為各國(guó)軍隊(duì)作訓(xùn)服裝首選，新加坡、韓國(guó)、阿根廷等許多國(guó)家都研發(fā)和裝備了自己的數(shù)碼迷彩。

隨著心理學(xué)和視覺(jué)認(rèn)知技術(shù)的飛速發(fā)展，人們不僅需要單獨(dú)考慮迷彩服的顏色和特征圖案與背景的相似度，更要從人眼視覺(jué)認(rèn)知機(jī)理出發(fā)，利用視錯(cuò)覺(jué)理論設(shè)計(jì)可用于多種背景的迷彩。21世紀(jì)初，美軍首次為進(jìn)駐阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)的士兵研發(fā)了適用于混雜背景的“天蝎”迷彩，使迷彩服進(jìn)入又一個(gè)全新的發(fā)展階段。

越來(lái)越炫的偽裝術(shù)

自然界的動(dòng)物，很多都是偽裝的專(zhuān)家。網(wǎng)絡(luò)上流傳著一些從自然背景中尋找動(dòng)物的小測(cè)試，但很少有人能一下子就找到目標(biāo)。

科技人員深入研究人類(lèi)感知形狀、體積和顏色的方式后發(fā)現(xiàn)，人眼只有很小的一部分能感覺(jué)到顏色，其他的則靠大腦對(duì)眼睛做“填補(bǔ)”。

現(xiàn)代迷彩服的高分辨率設(shè)計(jì)正是利用這一原理，讓觀察者將迷彩“看”作背景的一部分；即使你看見(jiàn)了它，也不會(huì)注意到它。

現(xiàn)階段，具有良好偽裝效果的迷彩，立體感和層次感往往都比較強(qiáng)，能模擬背景宏觀和微觀紋理特征，造成“視錯(cuò)覺(jué)”。它們能夠適用于廣泛的環(huán)境條件，也有助于保持圖案的有效性，即使在近距離的低分辨率圖案與自然環(huán)境中也能有效“隱身”。以數(shù)碼迷彩為例，從近距離看，大小不一、一格一格的色塊通過(guò)內(nèi)包、外圍，產(chǎn)生數(shù)字圖像中基本像素的不確定感，可模擬樹(shù)影搖曳效果以及叢林或沙漠等背景中的樹(shù)葉、碎石等斑駁特性；從遠(yuǎn)距離看，不同顏色斑點(diǎn)通過(guò)并置、交錯(cuò)，可產(chǎn)生空間混色，能夠形成大斑點(diǎn)分割效果，容易融入各種不同的背景中。

這樣充滿(mǎn)科技感的圖案設(shè)計(jì)并非來(lái)自某個(gè)設(shè)計(jì)師或藝術(shù)家之手，而是需要經(jīng)過(guò)背景特征提取、迷彩圖案生成、偽裝效果評(píng)價(jià)等來(lái)不斷修改、完善和實(shí)現(xiàn)。

迷彩的主色調(diào)及特征斑塊形狀設(shè)計(jì)，首先都需要提取背景特征信息。研究人員采用均值聚類(lèi)算法等，對(duì)背景照片進(jìn)行分析計(jì)算、提取主色，生成背景圖像初始聚類(lèi)分布圖，以確定迷彩單元顏色及形狀。隨著加工技術(shù)的進(jìn)步，迷彩顏色從常用的3～4種，發(fā)展到如今的5～7種。迷彩最小單元尺寸，為一定觀測(cè)距離下人眼所能分辨的最小尺寸數(shù)值，以達(dá)到最佳混色效果。

迷彩圖案生成，通常有兩種方式。第一種是基于已有的迷彩模板，通過(guò)計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)，提取并學(xué)習(xí)背景的顏色及紋理特征，生成模擬背景的全新迷彩圖案。第二種是分別提取出背景常用的主色調(diào)及比例、形狀及分布特征后，研發(fā)人員基于經(jīng)驗(yàn)，借助計(jì)算機(jī)圖案設(shè)計(jì)工具繪制而成。這些迷彩圖案，其顏色分布、邊緣輪廓等往往能與所在背景相互融合。

迷彩圖案生成后，首先需要通過(guò)計(jì)算機(jī)迷彩偽裝效果評(píng)價(jià)，包括邊緣檢測(cè)、背景紋理相似度評(píng)價(jià)等。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的迷彩圖案，需要印制到織物上、制備成迷彩服，發(fā)到部隊(duì)進(jìn)行發(fā)現(xiàn)概率測(cè)試，滿(mǎn)足軍標(biāo)要求后，才最后確定下來(lái)。

因此，對(duì)于設(shè)計(jì)的迷彩圖案，需要經(jīng)過(guò)反復(fù)多次評(píng)價(jià)、修改后，才能最終定型使用。這也是為何一款迷彩的定型列裝往往需要數(shù)年乃至更久的原因之一。

戰(zhàn)地偽裝進(jìn)化無(wú)止境

偵察之“矛”，隱身之“盾”，相克相生。信息化條件下作戰(zhàn)，行動(dòng)地域廣，背景復(fù)雜多變，各種問(wèn)題也隨之而來(lái)。

2001年的阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)上，身著沙漠迷彩的美軍士兵穿行在林地與荒漠之中，開(kāi)闊的地理環(huán)境、混雜多變的地形讓他們頻頻暴露在阿富汗民兵武裝的冷槍冷炮之下。接連不斷的傷亡報(bào)告引起美軍高層的關(guān)注：能否研制一種能夠在多種地形環(huán)境背景下都具備良好隱身效果的迷彩呢？

“一對(duì)多環(huán)境”的迷彩設(shè)計(jì)被迅速提上日程。美國(guó)CP防務(wù)公司與美陸軍開(kāi)展新一代戰(zhàn)斗系統(tǒng)研發(fā)的“天蝎計(jì)劃”。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)兩年的策劃、繪制，以及與前線(xiàn)士兵交流、測(cè)試后，他們提交了新型“復(fù)合迷彩”方案。這種迷彩融入了“類(lèi)視錯(cuò)覺(jué)圖案”及“環(huán)境光反射”等多項(xiàng)技術(shù)，處于多種環(huán)境下，都能讓穿著者與環(huán)境色、環(huán)境物體形狀達(dá)到最佳融合狀態(tài)。

2014年8月，美軍正式發(fā)布“天蝎二型”迷彩樣式。新迷彩繼承了原有的“多重環(huán)境”迷彩，突破以往的正方形單元特點(diǎn)，選用“刷狀”“陰影線(xiàn)”“泥點(diǎn)”和“影跡”等更為豐富的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使斑紋更細(xì)碎、色塊更豐富，能夠更好地適應(yīng)林地、荒漠和城市等作戰(zhàn)地形背景。

這種多背景適應(yīng)性的迷彩，其實(shí)也只能適應(yīng)綠色調(diào)、黃色調(diào)及兩者混雜的背景，并不能夠隨著背景變化而變色。作戰(zhàn)人員快速機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)過(guò)程中，欲實(shí)現(xiàn)與地形背景的“動(dòng)態(tài)融合”，一直是迷彩技術(shù)追求的目標(biāo)。迷彩由被動(dòng)“靜態(tài)”式偽裝，向主動(dòng)“動(dòng)態(tài)”式偽裝發(fā)展已是大勢(shì)所趨。目前，可動(dòng)態(tài)顯示呈色的變色迷彩的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)更高發(fā)展目標(biāo)提供了可能。

受變色龍機(jī)理的啟迪，日本科學(xué)家曾嘗試研發(fā)一種帶有攝像頭的變色衣。這種變色衣可以將周?chē)h(huán)境的圖像投射到服裝上，讓穿戴者“看起來(lái)不在那里”，但是體系龐大難以實(shí)用。美國(guó)科學(xué)家也在研制一種變色纖維，用這種纖維制成的軍服，會(huì)吸收環(huán)境的光波而自動(dòng)變色。士兵穿上這樣的軍服，猶如包裹上變色龍的皮膚，可與環(huán)境的顏色融為一體，隨環(huán)境的變化而變化，達(dá)到“動(dòng)態(tài)”偽裝的效果。還有國(guó)家采用反射式顯示技術(shù)，研發(fā)了包含5個(gè)顏色斑塊的變色迷彩，每個(gè)顏色斑塊均可以實(shí)現(xiàn)至少3種顏色變換。通過(guò)5個(gè)顏色斑塊的顏色變化控制，可以實(shí)現(xiàn)“林地—荒漠—城市”迷彩的互變。

現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上，除了光學(xué)探測(cè)設(shè)備、高精度紅外夜視儀、遠(yuǎn)程探測(cè)單兵雷達(dá)等也廣泛列裝，這對(duì)迷彩服提出了紅外及雷達(dá)隱身的要求。多光譜兼容隱身、熱紅外隱身、電磁隱身等高技術(shù)，也因此進(jìn)入迷彩設(shè)計(jì)的視野。據(jù)報(bào)道，國(guó)外某公司研制出了一種3D迷彩偽裝系統(tǒng)，材料面板具有三維凹凸隨機(jī)圖案，不僅能模擬復(fù)雜立體背景的紋理結(jié)構(gòu)，而且具有紅外偽裝和雷達(dá)吸波性能。

“可變色、能隱身”，近年來(lái)，世界上已有國(guó)家在局部戰(zhàn)場(chǎng)中投入具備隱身功能的迷彩。然而，由于未能做到完全不反射光線(xiàn)、紅外隱身難、生產(chǎn)成本居高不下等問(wèn)題，遲遲無(wú)法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)列裝。

盡管面臨諸多挑戰(zhàn)，但現(xiàn)代迷彩隱身化的趨勢(shì)不可阻擋。目前各國(guó)都在加緊光學(xué)、紅外、電磁等偽裝機(jī)理方面的研發(fā)投入，以期士兵在敵方視覺(jué)、光學(xué)偵察器材、紅外偵察器材及單兵雷達(dá)偵察器材前不可見(jiàn)或與環(huán)境不可辨，降低被偵察發(fā)現(xiàn)的概率，打造真正的“隱身士兵”。

◎ 來(lái)源|解放軍報(bào)