科学家如何发明了夜视仪?

科学家如何发明了夜视仪?
做了什么实验?好像是从猫身上得到了启示.猫身上又有什么才可以在晚上看见东西的?

夜视仪按原理来分,有主动式和被动式两种.主动夜视系统是利用非可视光作光源,它有两种工作方式：一种是区域发光器,如红外灯；另一种是采用窄光束控制扫描视场,接收反射非可视光在监视器荧光屏上同步显示图像,所以这种夜视仪也可称为光夜视仪,热成像、红外、紫外、X射线等等都属于这类.被动夜视系统是利用例如月光、星光、天空辉光、夜天光、热和一切很微弱的自然光线,加以放大增强达到可视的目的.这类夜视仪也成为微光夜视仪,用于电视上叫微光摄象机.它与一般摄象机怎么划分呢?目前还没有一个精确的标准.一般用灵敏度来定义：任何摄象机,其灵敏度超过普通硫化锑光导管电视摄象机时,均成为低照度摄像机或微光摄像机.
另外,在低照度情况下,用人眼直接观察的叫夜视镜,利用监视器进行观察的叫微光摄像机,微光摄像机还有彩色和黑白之分.
夜视仪的工作原理:
人眼能直接观察到景物的必要条件是有光线,但这并不充分.充分条件是必须要一定的环境照度和可见光.夜视技术就是围绕解决这两个问题来作文章的.
光也是一种电磁波,它是一种频率很高、波长很小的电磁波.它的波长一般在10到10E+6纳米（1纳米相当于10E-9米）之间,而可见光仅占其中的一小部分,约在390到776纳米之间.390纳米以下为紫外线,776纳米以上为红外线.
人们如何将不可见光转为可见光,将低照度提高呢?这就得从光的一种特性说起.十九世纪爱尔兰人史密斯发现了一种光电效应,这就使光和电互相转换成为可能.而在科学技术高度发展的今天,将电信号进行变频、变相和放大,并不是一件难事.只要把景物各部分明暗不同的亮度转变成大小不同的电信号（电流和电压）,然后通过扫描技术,将光图像转变为电图像,这个过程就叫摄像.最后利用显像技术将电图像还原为光图像,以达到观察的目的.就以红外夜视仪为例,使用红外灯照在目标上,因为红外光是不可视光,可以不暴露自己,然后通过红外变像管将不可视的电像转变成人眼可见的光学像,达到观察的目的.热成像是利用目标与周围环境之间由于温度或发射率的差异所产生的热对比度进行成像.由于热对比度的差异而把红外辐射能量密度分布图显示出来,成为热像,再通过热像将红外图像变为可见光图像.
微光夜视仪是将微弱的自然光图像通过像增强器转变为增强了百倍甚至几万倍的电子图像,再将增强的电子图像转变成为可视的光学图像.
再问： 科学家有没有做什么实验？
再答： 大发明出自小昆虫 在澳大利亚新南威尔士州的阿拉伦峡谷，瑞典隆德大学生物学教授埃里克·沃伦正在进行一项奇怪而颇具意义的研究。当他看到一群牛缓缓地从饮水槽边走开时，他欣喜地跑去翻看牛群留下的牛粪。你或许无法将一种全彩的夜视仪与牛粪相联系，而沃伦在牛粪中翻找的东西正是他发明的全彩夜视仪的原型——屎壳郎 沃伦从1985年开始研究屎壳郎.他对那些在漆黑的环境下仍然能够看见东西的动物的眼睛非常着迷，无论是在丛林中会灵巧地绕过树林的鸟类，还是在几乎没有一丝光亮的深海中找到配偶的鱼类。于是，他将研究方向从光学转向对动物眼睛的研究。而屎壳郎之所以深得沃伦的喜欢，是因为这些小昆虫能在不同亮度环境下飞行 夜间活动的屎壳郎具有一种非同寻常的能力，能够在夜晚看见许多细节，辨别许多不同颜色的东西，找到食物和配偶，躲避捕食它们的动物，避免撞上障碍物。受此启发，沃伦和凯尔波尝试发明一种新型的夜视系统——全彩夜视仪 在一次偶然的机会中，马德森和柳原弘道获知沃伦正在对夜间活动的昆虫进行研究。沃伦的研究对象屎壳郎拥有一双复眼，而复眼是由很多小眼组成。这些小眼能够在感光细胞阵列上共同组成一副单一的图像。从理论上讲，昆虫的小眼的夜视能力比人类的大眼睛差远了。但是，昆虫视觉系统有独特的处理光信号方式，它们能够更好地利用微光。随着光线变得黯淡，昆虫眼中的神经网络既能从相邻感光器获取信号，也能将所收集的这些信号保存更长的时间。根据光线强弱、物体运动快慢，昆虫会自主调节选择哪种模式进行成像 后来，利用屎壳郎的眼睛工作机制，沃伦和隆德大学的数学家、丰田汽车公司欧洲研发中心的工程师共同开发了一种新的数字图像处理算法 第一步，对一张数码相机在夜间拍摄的照片进行处理，提高图像的亮度和对比度。一张照片是由数百万矩形像素阵列组成的，每个像素点代表一个特定的光强度。而一张典型的夜间照片通常包含很多亮度接近零的像素点，同时也可能有一些亮度很高的点。这种算法可使图像中包含信息最多的那部分发亮，其他部分则保持不变。对于一张在几乎完全漆黑的环境下拍摄的照片而言，这种方法能够显示一些细节。然而，这种方法也会在图像上出现一些斑点。因此，第二步要去除这些斑点，而这部分的设计灵感主要来自屎壳郎的眼睛。算法的最后一步是通过修复可能在清除斑点的过程中丢失或被模糊的边缘部分，来提高图像的清晰度