
翻阅美军 ULCANS 伪装网手册时,我注意到它的一套标准网具包含一张六角主屏和一张菱形屏。这引出了一个问题:矩形网本来就能覆盖车辆、火炮和阵地,美军为什么采用了这种组合?正六边形已经能够密铺平面,额外的菱形又解决了什么问题?
这里讨论的是 ULCANS 这类通用静态遮障的标准网屏。美军还使用过个人覆盖网、车辆专用遮障等装备;其他国家也同时发展通用网具与车体覆盖系统。一个系统的模块外形,并不能概括一个国家全部伪装器材的形状。
1970 年代的原始报道记录了一次系统更新:美军采用轻型、可快速组合的标准遮障,改善旧式麻布饰装网的操作、保障和材料性能。六角主屏与菱形填充屏和合成材料、快速连接件、双面配色及支撑装置一起出现,后来的 LCSS、早期 ULCANS 和 ULCANS Increment I 延续了这种组合。
旧式网具体系的更新,与矩形外形是否被淘汰,是两个不同问题。 当年的资料说明通用模块可以承担原先需要专用网具的任务,却没有给出所有矩形网退出使用的时间表。系统换代的背景较明确,六角形与矩形之间的最终选型过程则尚未完整恢复。
当年的报道将外形设计意图概括为接近自然物体的形态;手册则显示,六角主屏负责主体覆盖,菱形屏补齐组合间的空缺、延伸边界,支撑装置把平面网片架成具有起伏和垂落的遮障。 这些资料说明了设计目标与使用方式。为什么这一组合最终胜过其他候选外形,以及相同条件下是否比矩形更难被发现,仍缺少直接比较资料。
2016 年陆军为下一代 ULCANS 征求方案时,甚至明确接受矩形及其他外形,重点要求模块可扩展、覆盖灵活。这份公告提供了一个重要参照:六角形与菱形是已经采用的具体方案,模块组织和隐蔽性能才是研制所要满足的要求。本文先追溯这套组合的形成与用途,再单独讨论 在纹理分析中的位置。
题图:依据 TM 10-1080-256-10、WP 0005-2 配置 2 绘制的平面组合。颜色用于区分模块。
1. 转型的起点:旧网的问题不止是外形
按目标准备网具,按背景进行饰装
二战时期的美军伪装手册,已经重视轮廓、阴影、颜色与背景的关系。1944 年 FM 5-20A 展示了方形、矩形网具的多种用法,例如用一张 15 × 15 英尺的饰装网架设机枪阵地的平顶遮障。网面还需要与周围植被衔接,在边缘控制饰装密度,并打乱射孔附近的阴影。FM 5-20A,机枪平顶遮障与饰装示例
这种体系以具体目标和用途为出发点:目标的尺寸决定网具规格,麻布饰条和自然材料提供所需的颜色与纹理。不同装备、季节和地形,意味着不同尺寸、配色与配套装置的准备工作。
旧矩形网本身也能拼接。1967 年美国空军技术报告 Camouflage Practices 摘录的 MIL-N-11849B(1) 规定了八类网具组合,例如四张 36 × 44 英尺网组成 72 × 88 英尺的野战炮兵遮障,四张 29 × 29 英尺网组成另一种炮兵套件。转型前已经存在拼接能力,问题在于不同用途仍对应多种网片和专用组合。Camouflage Practices,AFAPL-TR-67-138,第 86—87 页,DTIC 档案
1970 年代:重新考虑伪装在机动战场上的位置
1973 年冬季号 The Engineer 对当时的状态作了直接描述:1960 年代对伪装重视不足,新装备生产有限,旧网又因使用或长期闲置而逐渐失去可用性。文章讨论的未来战场,则要求部队快速建立、撤收宿营地,并在无法保证制空权的条件下应对敌方观察。
由此,网具的评价包含了一个实际矛盾:架网、收网占用时间,部队又需要保持机动。文章提到陆军机动装备研究与发展中心(MERDC)正在试验轻型遮障系统,以塑料和尼龙材料替换麻布饰装的棉绳网;陆军的 MASSTER 试验机构也在部队演习中评估模块化网具、车辆涂装与新的使用方法。The Engineer,Winter 1973,第 21、24 页
这里已经能看到转型的前提:网具既要提供隐蔽,也要便于部队携行、反复部署和管理。
1975 年的报道,明确列出了新系统改进什么
1975 年秋季号 The Engineer 介绍 MERDC 的模块化遮障时,直接将它与旧麻布饰装系统比较:新系统操作更方便、更迅速,减少了旧系统中大量尺寸、形状、配色和专用套件带来的复杂性,同时提高耐久性以及抗水、油吸收能力。The Engineer,Fall 1975,第 3 页
这些改进对应的是一整套设计:
| 旧系统的使用与保障问题 | 新系统的组织方式 |
|---|---|
| 不同目标需要准备多种尺寸与专用套件 | 用标准主屏、填充屏组合不同覆盖范围 |
| 部署与撤收影响机动 | 设置快速连接件,并配套支撑杆和撑条 |
| 配色需要适应季节与地域 | 网屏双面可翻转 |
| 麻布饰装体系存在耐久与吸水等问题 | 使用合成材料的承力网和涂层饰装层 |
| 侦察范围扩展到摄影与雷达 | 提供雷达散射型和雷达透波型 |

图 1:The Engineer,Fall 1975,印刷第 3 页。右栏下半部对比了新系统与旧麻布饰装系统的操作和材料性能。

图 1 中文对照:对应上方英文原图,供对照阅读。
六边形与菱形出现在这次标准化、轻型化和部署方式的改造中。 这也解释了为什么仅比较两种平面轮廓,会遗漏采用新系统的主要背景。
同年 5—6 月号陆军研发杂志把这项变化说得更具体:模块结构使新网适用于过去需要专用网具的多种场合,每套包含一张六角网、一张菱形网及支撑组件。这篇报道已经使用 Lightweight Camouflage Screen System(LCSS) 的名称。GAO 后来的采购审查则记录,陆军在 1972 年 4 月 6 日授予 Brunswick 制造方法与技术合同,用于建立轻型合成伪装遮障的制造系统。新外形、材料和批量制造是在同一轮系统更新中落实的。1975 年陆军研发杂志 5—6 月号,第 18 页、GAO B-183947,1976 年 3 月 11 日
2. 六角主屏与菱形填充屏:设计说明与几何用途
当时的设计说明:自然形态与组合轮廓
Army Research and Development Newsmagazine 1975 年 7—8 月号记载:MERDC 的林地型模块化遮障在 1972 年完成标准型式分类,沙漠型在 1975 年完成分类,雪地型当时仍在测试和修改。
报道将六角主屏的设计意图表述为:
shaped to approximate the symmetry of natural objects
即“形状用于近似自然物体的对称性”。菱形填充屏则用于两张或更多六角屏组合时,维持这种形态关系。报道同时给出快速连接、双面配色以及支撑杆和撑条的设计;支撑装置使网面形成自然垂落。1975 年陆军研发杂志,第 4 页
这是一条直接涉及外形选型的历史说明:设计者希望主屏及其组合呈现接近自然物体的形态,菱形屏承担维持组合形态的作用。“自然物体的对称性”这个表述仍比较宽泛,原文没有进一步解释它指哪些物体,也没有列出六角形与矩形的比较试验。它确认了伪装形态这一设计目标,但尚未量化这种外形相对矩形的优势。
从模块几何看,六角主屏提供大面积覆盖和三组边方向,菱形屏提供较小的面积增量;两者配合,使标准网片能够组成不同长宽比例和边界形态。矩形模块也可以组合和破形,因此这些几何特点能够解释系统如何工作,不能单独证明它是伪装效果最优的外形。
六边形的工程特点:可密铺,等面积周长较短
正六边形的内角为 120°,三个这样的角可以在同一个顶点相接,恰好组成 360°,因此同形模块能够无缝密铺。
对于“由同一种正多边形沿完整边密铺平面”这一类方案,候选有正三角形、正方形和正六边形。覆盖面积相同时,三者的周长不同:
| 图形 | 相对周长,以正六边形为 1 | 边方向组数 |
|---|---|---|
| 正三角形 | 1.225 | 3 |
| 正方形 | 1.075 | 2 |
| 正六边形 | 1.000 | 3 |

图 2:等面积正多边形的周长比较。
在这三种方案中,六边形用较短的边界围出相同面积;与等面积正方形相比,其周长约短 7%。这减少的是单张模块的边界长度,能为包边和连接设计提供便利,实际操作耗时还取决于接头数量与结构。它的三组边方向相差 60°,也为组合提供了斜向边界。矩形模块同样能够密铺,并便于按长宽尺寸裁制。
这些是几何性质的分析。现有历史报道没有把周长最小化列为选型依据,制造省料也不能仅由周长推出:六角形的裁切方式、布幅利用率和余料安排都要另算。
等面积周长的计算
面积为 的正 边形,其周长为:
固定 后,代入 ,并以 归一化,即得到表中的数值。实际制造成本还包含裁切损耗、连接件数量、材料和加工工艺。
菱形的作用:更细的面积增量与边界调整
密铺处理的是无限平面;部队覆盖的是有长度、宽度和高度的有限目标。只使用六角主屏时,每增加一张,覆盖面积就增加一个大模块。菱形屏让系统可以用更小的增量延伸边界、填充组合中的凹口和调整长宽比例。
题图提供了一个具体例子:两张主屏角对角排列时,上下各留下一个楔形空缺;接入两张菱形屏后,空缺被补齐,各网片沿边连接成连续罩面。主屏负责铺开面积,填充屏处理主屏之间及其周围的局部覆盖。六角形能够单独密铺,并不意味着只用六角形就能经济地覆盖每一种有限目标。
在等边长的理想模型中,一个正六边形可以分成三个 60°/120° 菱形。设共同边长为 :
一张菱形屏相当于三分之一张六角主屏的面积。 手册中的单张面积也体现了这个关系:六角屏约 673.6 ft²(62.6 m²),菱形屏约 224.5 ft²(20.9 m²)。
例如,当一张主屏的覆盖范围不足时,可以先接入一张或两张菱形屏,逐步延伸到所需位置;对于更长的目标,再组合多张主屏及填充屏。手册给出的配置包括:
| 配置 | 六角屏 | 菱形屏 | 拼接平面面积 |
|---|---|---|---|
| 0A | 0 | 1 | 224.5 ft² |
| 1A | 1 | 0 | 673.6 ft² |
| 1B | 1 | 2 | 1122.6 ft² |
| 1C | 1 | 4 | 1571.7 ft² |
| 2 | 2 | 2 | 1796.2 ft² |
这也说明“一套携行模块中各有一张”与“部署时按什么比例使用”是两件事。菱形填充屏有自己的覆盖用途,组合时可以按需要重新分配。TM 10-1080-256-10,WP 0005-1 至 0005-2

图 3:ULCANS Increment I 的典型应用。分开展示的模块轮廓用于说明组合关系。来源:TM 10-1080-256-10,WP 0005-1。
3. 从规则网片到不规则遮障:架设改变了什么?
六角形和菱形的规则边缘方便连接,但架设完成后的遮障是一个三维曲面。覆盖车辆时,部分网面用于垂落,支撑点形成高低变化,褶皱和饰装层又改变局部阴影。因此,表中的平面面积转换为实际覆盖范围,还需要考虑目标高度和支撑位置。
1975 年系统已经用支撑杆和撑条控制网面的垂落。ULCANS Increment I 手册中的伸缩支撑杆进一步配有 shape disruptor(一体式破形器),用于打乱遮障的几何形状,改善其与环境的融合。TM 10-1080-256-10,WP 0002-5

图 4:ULCANS 的支撑杆与破形器。来源:TM 10-1080-256-10,WP 0002-5。
FM 20-3 的 SHAPE 条款也指出,架起的伪装网在支撑点之间仍可能出现直边或平滑曲线,需要通过伪装与破形处理这些轮廓。FM 20-3,第 3-26 条
因此,这套系统在两个环节采用了不同要求:连接时保持标准几何,架设时根据环境调整可见形态。 对观察者而言,网面的颜色、饰片、起伏、轮廓和阴影共同构成了目标图像。即使两次使用完全相同的网片,其架设结果也可以不同。
4. 为什么这套几何沿用到了 ULCANS?
**LCSS(Lightweight Camouflage Screen System,轻型伪装遮障系统)**的后续手册继续采用六角屏、菱形屏和支撑系统,可以连接多张网屏覆盖指定目标或区域。FM 20-3,LCSS 附录
随着系统使用范围和传感器威胁变化,后续研制又遇到新的问题。1992 年公开的超轻型伪装专利,将旧轻型网的不足归纳为重量、勾挂、金属连接环可能损伤装备,以及热红外和部分毫米波防护不足。它提出更轻、减少勾挂并改进光谱性能的材料与连接结构。这份技术文献显示,当时的更新需求已经深入到材料和加工层面。EP0490467A2,技术背景与结构说明
早期 ULCANS 在 1990 年代已有供应记录。 Saab 的 2003 年新闻稿称,自 1997 年起向美国陆军供应 ULCANS;陆军 2001 年预算说明记载林地雷达散射型已在生产。2003 年的 TM 5-1080-250-12&P 包含六角屏、菱形屏和破形器,系统已经具有多光谱防护。Saab 供应记录、陆军 FY2002 采购预算、2003 年 ULCANS 手册
ULCANS Increment I 是后续能力增量。 陆军 2018 年启动竞争性原型研制时,目标是替换 1990 年代研发的旧林地、沙漠型号。2024 年产品资料列出的重点包括短波红外防护、雷达背景匹配、长波热红外性能改进,以及浅/深林地、雪地/高山、沙漠/城市变体。陆军 2018 年项目报道、2024 年产品资料
| 阶段 | 主要变化 | 模块外形 |
|---|---|---|
| 旧麻布饰装网 | 按用途准备多种尺寸、配色和套件 | 方形、矩形等规格 |
| 1970 年代 MERDC 模块化遮障/后续 LCSS | 合成材料、标准组合、快速连接、雷达用途分类 | 六角主屏+菱形填充屏 |
| 早期 ULCANS | 轻型化、使用性能与多光谱防护更新 | 延续六角屏+菱形屏 |
| ULCANS Increment I | 适应新传感器与更多环境,改进光谱性能 | 延续六角屏+菱形屏 |
几何的延续,使不同代际仍能以类似方式组织覆盖范围;新的光谱指标则由材料、表面结构和系统构型实现。从发展结果看,模块组织与光谱性能成为了两个可以分别更新的设计维度。
相似外形也不等于连接件可以直接通用。2003 年公开的接口专利介绍,LCSS 使用塑料支架与销钉,早期 ULCANS 改用绳环连接;该专利专门设计了两种接头之间的转接结构。这说明代际衔接还需要处理具体接口,外轮廓只是系统的一部分。US6599649B2,技术背景及接口设计
2016 年研制公告:矩形仍是可接受的候选
2016 年 8 月 3 日,陆军 ACC-APG 的 Natick 采购部门为下一代 ULCANS 发布市场调研公告 PM-FSS-ULCANS-RFI。其中对网片组织提出两项明确要求:每套至少有两种不同大小的网屏,以便组合覆盖不同范围;形状必须支持模块化扩展,覆盖大型目标。
公告允许单张网采用菱形、六角形、矩形或供应商提出的其他形状,鼓励一套系统使用多种形状,并要求提供所提外形的用户反馈或性能资料。比较方案时考虑的因素包括多光谱隐蔽、模块化与使用便利、物理性能、用户接受程度、后勤需求及成本。公告正文转载,网屏形状与评价因素条款、SAM.gov 原公告登记
这是一份研制前的市场调研文件,并不代表矩形方案已经列装。但它明确表明,在这轮方案征集中,陆军允许通过不同形状满足系统要求。后来 Increment I 继续采用六角屏与菱形屏,是最终产品的延续选择;仅凭这个结果,还无法判断候选外形之间的性能排序。
截至 2026 年 10 月 6 日,本次查阅的公开官方资料尚未见 ULCANS Increment II 的立项、采购或列装记录。DLA 登记的现行 MIL-PRF-32575(2024 年 10 月 17 日)仍以 Increment I 为题。DLA 性能规范登记
Increment I 手册中的 Type I/Type II 则是用途分类,分别为雷达散射型和雷达透波型。Type II 用于需要保留相应通信或雷达功能的装备;这个编号与后续能力增量的名称不同。TM 10-1080-256-10,WP 0004-1
5. 一个国家并不只有一种网:美国、俄罗斯等国的对照
比较遮障形状,需要区分三个层次:单张网片的平面外廓、拼接并架设后的整体形态,以及车辆专用覆盖系统的裁片外形。 矩形网片可以架成有起伏的遮障,六角网片也可以组合成近似长方形的覆盖范围;车体覆盖系统则需要适应车身各部位及活动部件,不能仅用一种通用多边形描述。
美国:通用静态网具之外,还有个人网与车辆专用遮障
ULCANS Increment I 的制式网屏仍是六角主屏与菱形屏。但美军伪装器材的范围更广。2010 年陆军、海军陆战队联合伪装手册附录 E 列有 5 × 8 英尺的个人伪装覆盖网,这是矩形规格,服务于另一种覆盖尺度。ATTP 3-34.39/MCRP 3-17.6A,附录 E
车辆专用方案也已有使用记录。2017 年 AUSA 展会现场采访记载,Barracuda Mobile Breakaway 系统的 DAGOR 车辆版本已经开始交付美国特种作战司令部。它将随车伪装部分与静态网结合,停驻时展开覆盖,离开时可迅速脱离网具。这是一种围绕车辆和使用动作设计的专用遮障,报道没有给出裁片的完整平面形状。AUSA,2017 年 10 月 9 日现场采访
另一条路线是贴合车体的 MCS 随车伪装系统。Saab 明确说明其由按车辆定制的面板组成。美军第 2 骑兵团于 2017 年在 Stryker 上进行首次野外评估,2024 年 Saab 的美国项目报道仍列有 MCS 试验活动。MCS 面板结构说明、2017 年美军评估、2024 年美国试验活动
这些记录确认了美军采用或评估过多种遮障形态。不过,2010 年器材表、2017 年交付与 2024 年试验分别对应不同时间和状态,尚不足以形成 2026 年完整在役清单。目前能直接确认的通用静态 ULCANS 标准模块仍是六角屏与菱形屏;尚未查到另一套当前常规部队大型矩形通用网具的明确列装资料。
俄罗斯:矩形制式模块与车体覆盖系统并存
俄罗斯的矩形模块路线延续到了较新的制式网具。俄工程装备目录记载,МКТ-4П(MKT-4P)与 МКТ-4С(MKT-4S)于 2006 年采用,分别用于荒漠草原和雪地背景,均包含两幅 9 × 12 m 覆盖网。目录中的 MKT-2L 则由十二个 3 × 6 m 标准单元组成一幅 12 × 18 m 网。这些都是矩形模块组织,并且目录明确允许重组单元,调整遮障大小与构型。俄工程装备目录第二册,印刷第 95—98、111—112 页,公开镜像
俄罗斯生产商当前目录仍提供 3 × 6 m 单元和 12 × 18 m 网具,说明这种规格仍有生产供应。目录销售状态与部队现役库存并不相同,不能据此确定每个型号在各部队的配备情况。Фабрика МАКС 生产商目录
同时,Накидка(Nakidka)车体覆盖式伪装系统已有近期部队交付记录。Rostec 于 2024 年 5 月 7 日公告,向俄国防部交付的新批次 BMP-3 配备了该系统。它属于安装在车辆上的覆盖装备,不能按通用网具的六角屏与菱形屏套件理解。Rostec:BMP-3 与伪装覆盖系统交付公告
其他国家:矩形仍在使用,六角组合也继续出现
波兰提供了一个有明确近期装备状态的对照。军方出版机构 Polska Zbrojna 在 2026 年 8 月 20 日采访 WITI 军事工程技术研究所时,说明在用的旧版 Berberys 采用矩形网,研发中的 Berberys 3.0 改为一张六角屏与两张菱形屏,以便根据装备、战术情况和地形重新组合;同时更新颜色、微斑块和表面褶皱。当时 3.0 原型及文件准备提交装备机构继续测试。Polska Zbrojna:Berberys 3.0 研发访谈
厂商供货方案则更加多样:
| 供应商/系统 | 提供的形状 | 资料状态 |
|---|---|---|
| 塞尔维亚 Mile Dragić | 3 × 6、6 × 12、12 × 18 m 矩形,以及六角形、菱形和目标定制外形 | 厂商目录;不等同于塞尔维亚军队全部在役规格 |
| 瑞典 Saab Barracuda ULCAS | 尺寸和形状可按客户要求定制 | 厂商产品资料;不代表瑞典军队统一采用某一外形 |
具体说明见 Mile Dragić 产品页与 Saab ULCAS 产品页。
这些对照说明,矩形模块化网、六角形与菱形组合、车辆专用异形覆盖,可以在同一时期并存,也可以服务于同一国家的不同需求。 六角屏与菱形屏并非多光谱伪装的必要条件,矩形网也没有因美军 ULCANS 的选型而整体退出军用。外形应放回具体系统的覆盖尺度、安装方式与使用要求中理解。
6. 外形改变究竟带来了什么?
史料记载的新系统目标,包括减少旧式专用网具的复杂性、改善使用性能,以及让遮障形态接近自然物体。六角主屏与菱形填充屏是实际采用的组织方式,但整套系统的改进并不等于六角外形相对矩形的独立优势。
对最初的问题,可以分别作答:
| 问题 | 资料支持的答案 |
|---|---|
| 为什么更新旧麻布饰装网体系? | 报道明确列出旧网的规格与专用套件复杂、操作及材料性能需要改进;通用模块和配套装置用于适应多种目标。 |
| 是否淘汰了所有矩形网? | 尚无这样的全面退出记录。新系统承担旧式专用网具的任务,与所有用途的矩形网退出使用,并非同一结论。 |
| 为什么最终是六角形+菱形? | 报道提出接近自然物体形态的设计意图,手册展示组合用途;尚未找到当年候选外形的完整比较与最终取舍依据。 |
| 这个设计有伪装考虑吗? | 有。形态接近自然、自然垂落及架设破形都是明确目标。模块外形与支撑、饰装需要共同发挥作用。 |
| 是否证明比矩形网更难被发现? | 尚未查到控制材料、饰装、覆盖面积与架设差异后的外形对照试验,无法给出这种性能排序。2016 年研制公告仍接受矩形候选。 |
六角形的斜边方向、菱形与主屏的面积比例,解释了这套组合如何调整覆盖范围;它们也为部署后的形态处理提供了条件。但旧矩形网已经能够拼接和垂落,今天的矩形模块也能配合支撑系统破形。通用模块的使用收益,不能全部归因于六角轮廓;新材料的多光谱收益,也不能归因于多了两条边。
因此,目前能确认的是一套兼顾覆盖、操作、保障和伪装形态的系统设计。尚未完整恢复的是当年候选外形的筛选过程,以及各外形在相同条件下的隐蔽效果差异。1975 年的说明确认了设计意图,后来的手册确认了使用方式,2016 年公告确认了研制时对其他形状的开放性。
7. 补充:1/f 分析的是纹理,怎样与网具发生联系?
前面的几何讨论回答的是“网怎样拼、覆盖多大范围”。图像频谱回答的是另一个问题:架设后的遮障,在观察图像中留下了哪些大小和方向的亮暗变化?
二者通过最终图像发生联系。网片外形、组合方式和支撑位置影响外轮廓与阴影;饰片、颜色和褶皱影响内部纹理。频谱同时包含这些结构的信息,但一个 斜率无法决定模块应当有几条边。本文查到的外形设计说明和研制公告也没有把 列为六角形与菱形配对的理由。下面讨论的是部署后图像的分析方法。
先理解空间频率:把“纹理有多粗”变成一个数
取一张宽 256 像素的图像。如果黑白条纹每 64 像素完成一次亮—暗—亮循环,整幅图有 4 个周期;周期缩短到 32 像素,整幅图就有 8 个周期。条纹越密,空间频率越高。
用像素表示时,频率为 ,其中 是一个周期的像素长度。也可以用“周期/整幅图”表示。低频对应大范围的亮暗变化,高频对应较细的纹理。在实际照片中,这种尺度还取决于观察距离和成像分辨率。

图 5:空间频率与条纹疏密。下方曲线是从上方图案取出的一条水平亮度剖面。
傅里叶分解:图像由不同尺度和方向的波纹叠加
真实背景同时包含大面积明暗、枝干、叶片和细碎纹理。傅里叶分解将一幅图像表示为许多不同方向、不同频率的正弦波叠加。可以将其写成:
这里 是平均亮度; 决定第 个波纹的疏密与方向; 是它的幅度,表示该分量的亮暗变化有多强; 是相位,决定波纹的峰谷落在什么位置。
幅度谱描述各种波纹有多强,相位描述它们怎样排列成具体结构。 一片树林的照片与随机合成纹理可以具有接近的幅度分布,实际边缘和物体结构却相差很大。
规则方格与规则蜂窝,都有固定的重复间距,因而会在某些频率和方向上出现集中峰值。网格的外形改变了峰值排列,周期性仍然存在:

图 6:合成周期网格及其二维 FFT 幅度谱。右侧采用去均值、二维 Hann 窗与对数幅度显示。
这幅图比较的是可见的周期图案。实际六角网片的接缝是否显露成网格,需要看饰装、重叠、架设和成像条件。模块形状与图像中的重复纹理,是相互关联而又不同的变量。
1/f:高频分量逐渐减弱,而多个尺度共同存在
Burton 与 Moorhead、Field 在 1987 年的研究中发现,许多自然场景的图像幅度谱随空间频率升高而近似按反比下降。将二维频谱按相同半径汇总,可以考察不同空间尺度上的幅度分布,常用的近似形式为:
它的直接含义是:频率从 增加到 ,代表性幅度降到约一半;增加到 ,降到约四分之一。它描述的是一段频率范围中的连续分布,包含多个尺度的结构。Burton 与 Moorhead(1987)、Field(1987),频谱与倍频程分析
那么,高频幅度较小,为什么还说不同尺度都很重要?关键在于:一个高频频带包含的二维频率分量,也更多。
以各向同性的理想模型为例,每个频率分量的功率与幅度平方成正比,因此 幅度对应 功率密度。比较 与 两个环带,后者的二维面积是前者的四倍,而对应分量的功率约为四分之一,两者相抵,频带总能量接近相同。
| 从一个倍频程移到下一个倍频程 | 变化 |
|---|---|
| 频率范围 | 整体翻倍 |
| 对应分量的幅度 | 约减半 |
| 对应分量的功率 | 约变为四分之一 |
| 二维频率环带面积 | 变为四倍 |
| 整个频带的总能量 | 近似保持相同 |
为观察这个关系,下图使用随机相位,在每幅图 1—128 个周期的范围内将幅度设为 ,合成一幅纹理,再提取三个倍频程。三个频带从粗到细,但各自的总能量接近;频带图采用统一的亮度范围,保留了这种幅度关系。

图 7:512 × 512 像素合成纹理及其频带分解。以首个频带为 1,三个频带的能量约为 1.00、0.97、0.96;细小差异来自离散频率网格。
二维倍频程能量的推导
设二维功率谱密度近似各向同性,且 。半径为 、厚度为 的频率环带面积是 ,因此:
结果与起始频率 无关。反过来,如果在理想各向同性模型中要求各倍频程含有相同能量,就会得到这种功率密度分布。这是 幅度谱与尺度不变性之间的联系。
此处的 是频率平面上单位面积的功率密度,沿环带积分后才得到频带总能量。信号处理中通常称为“粉红噪声”的 指功率谱;本文自然图像分析中的 指幅度谱。
用它研究遮障时,比较的是观察图像与局部背景
树冠、枝条、叶片和地面阴影共同构成了背景的多尺度结构。 近似提供了一种统计描述:在一定尺度范围内,图像没有只由某一个粗细尺度主导。观察距离变化时,这些结构在图像中的尺度也随之改变。
对人工遮障而言,有价值的问题是:网面是否出现过强的固定间距,斑块和阴影是否集中在少数尺度,其颜色、方向与局部背景有多大差异。这些问题可以通过部署后的图像和背景图像比较。六角屏或矩形屏都可以搭配不同表面纹理,同一种外形也能产生不同的频谱。
自然图像的谱斜率本身也有变化。Tolhurst 等人在 1992 年分析 135 张自然照片,得到约 −0.8 至 −1.5 的拟合斜率,平均约 −1.2,约四分之一图像在双对数坐标中呈现明显曲率。Tolhurst 等(1992)
因此,具体研究应比较当地背景在实际观察尺度下的统计特征,并同时考察相位、边缘、方向和颜色。 可以组织多尺度纹理的分析,却不足以单独预测发现率。它与六角屏、菱形屏的联系,落实在组合与架设之后形成的轮廓、阴影和纹理上。
参考资料
- FM 5-20A:Camouflage of Individuals and Infantry Weapons,1944 年。
- The Engineer,Winter 1973,重点参考第 21、24 页的伪装需求与新材料试验讨论。
- The Engineer,Fall 1975,第 3 页,新型沙漠模块化遮障与旧系统的比较。
- Army Research and Development Newsmagazine,July–August 1975,第 4 页,外形设计、型式分类与部署方式。
- TM 5-1080-250-12&P,2003 年,早期 ULCANS 操作维护手册。
- TM 10-1080-256-10,2020 年,ULCANS Increment I 操作员手册,WP 0002、0005。
- PdM FSS Product Fact Book,2024 年,ULCANS Increment I 条目。
- Polska Zbrojna:Siatka niewidka dla wojska,2026 年 8 月 20 日,Berberys 3.0 研发访谈。
- Field(1987)、Burton 与 Moorhead(1987)、Tolhurst 等(1992),自然图像空间频谱研究。
- Camouflage Practices,AFAPL-TR-67-138,1967 年,第 86—87 页,旧式棉绳网及专用拼接套件的规范摘要。
- Army Research and Development Newsmagazine,May–June 1975,第 18 页,LCSS 取代旧式专用网具与批量制造。
- GAO B-183947,1976 年,记载 1972 年制造系统合同与早期生产、测试过程。
- US6599649B2,2003 年,LCSS 与早期 ULCANS 的连接件及转接方案。
- PM-FSS-ULCANS-RFI 公告正文转载,2016 年 8 月 3 日,重点参考网屏形状与模块化要求;SAM.gov 登记。
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