Fresnel reflectance ทองคำช่องสีแดงมากกว่า 1?


13

ฉันพยายามที่จะเข้าใจหลักการทางกายภาพบางอย่างที่อยู่เบื้องหลังแสงและการโต้ตอบกับวัตถุเมื่อเร็ว ๆ นี้ ในการพูดคุยเรื่องฟิสิกส์และคณิตศาสตร์เรื่องแรเงา Naty Hoffman อธิบายการสะท้อนของ Fresnel และกำหนดสีที่เป็นลักษณะเฉพาะของF 0ของวัสดุในการสะท้อนของ Fresnel ที่มุมของแสงที่ตกกระทบ 0 °

บนสไลด์ 65 ทองคำF 0ได้รับเป็น1.022, 0.782, 0.344 (เชิงเส้น) Hoffman เพิ่ม:

ค่าช่องสีแดงมากกว่า 1 (อยู่นอกช่วง sRGB)

ทั้งหมดนี้ไม่สมเหตุสมผลกับฉันมากเกินไป คุ้มค่ามากขึ้นกว่า 1 จะหมายถึงว่าในช่วงความยาวคลื่นที่เอื้อต่อการที่ช่องสีแดง, พลังงานมากขึ้นสะท้อนให้เห็นกว่าจะได้รับ สิ่งนี้เกิดขึ้นจริงและถ้าเป็นเช่นนั้นอย่างไรและทำไม?


นอกจากนี้นี่คือเส้นโค้งการสะท้อนแสงจากWikipediaสำหรับวัสดุบางอย่างรวมถึงทองคำ (Au) ส่วนโค้งนั้นสูงสำหรับความยาวคลื่นสีแดงประมาณ 600nm แต่ดูเหมือนจะไม่เกิน 100%

การสะท้อนกลับ (Au)


4
ไม่ได้จริงๆมันอาจหมายถึงว่าแดงกว่าที่มอนิเตอร์ของคุณสามารถทำได้
joojaa

1
ฉันไม่รู้เกี่ยวกับ rgb แต่เกี่ยวกับพลังงานมันเป็นไปได้มากที่จะได้รับ> 1 การสะท้อนเนื่องจากการเรืองแสง วัสดุบางอย่างสามารถรวบรวมพลังงานจากความยาวคลื่นอื่น ๆ
v.oddou

คำตอบ:


9

สีของ RGB นั้นซับซ้อนกว่าตัวแบบเล็กน้อยดูเหมือนจะเด่นชัด แผนภาพความยาวคลื่นสะท้อนแสงแสดงเหตุผลได้ค่อนข้างดี

โมเดลสี RGB มีปัญหากลางหลายประการ:

  • สีอะไรที่เป็นตัวแทน: พวกมันหมายถึง 3 spikes ในสเปกตรัมต่อเนื่อง R, G และ B ไม่เท่ากับพลังกระฉับกระเฉงเว้นระยะเท่ากัน
  • ช่วงของพวกเขาคืออะไร: สีไม่ได้มีความหมายอะไรจริง ๆ ในพื้นที่สี sRGB ที่สันนิษฐานพื้นที่จะไม่ขยายช่วงที่เหมาะสมทั้งหมด มีสีเท่ากัน แต่สดใสกว่า
  • อุปกรณ์รับความรู้สึกของมนุษย์ไม่ได้อ่านหนามแหลม 3 สี แต่เซ็นเซอร์จับซ้อนกันแบบไม่เชิงเส้น

เป็นผลให้เราไม่สามารถสรุปได้ว่าช่องสีสะท้อนแสงที่มากกว่า 1 โดยอัตโนมัติหมายความว่าพลังงานถูกแทรกเข้าไปในระบบ นั่นเป็นเพียงหนึ่งในการตีความที่เป็นไปได้

อีกความหมายหนึ่งคือสีเข้มกว่าพื้นที่สีของคุณ ดังนั้นองค์ประกอบเวกเตอร์สีของคุณอาจมากกว่า 1

ดวงตามนุษย์อาจมีสีตกจากเซ็นเซอร์หนึ่งไปยังอีกเซ็นเซอร์หนึ่งเนื่องจากการซ้อนทับของเซ็นเซอร์ สิ่งต่าง ๆ เกิดขึ้นกับท้องฟ้าซึ่งดูเหมือนว่าเป็นสีฟ้าอ่อน แต่จริงๆแล้วก็เป็นสีน้ำเงินเข้มกว่า แต่รุนแรงมากจนเราเห็นว่ามันเป็นสีฟ้าอ่อน แต่ในการสะท้อนกลับ 50% มันจะผิดถ้าเราไม่คำนึงถึงเรื่องนี้

ในท้ายที่สุดก็สามารถหมายถึงพลังงานถูกแทรกเข้าไปในระบบ พลังงานมาจากที่อื่นหรือเกิดจากพื้นผิว

การเรนเดอร์มักไม่ใช่มาตรวัดทางวิทยาศาสตร์ของสิ่งต่างๆ หลักการพลังงานไม่จำเป็นต้องถูกทำลายเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้

Summa summarum (tl; dr)

สีมักจะเป็นคุณลักษณะที่ประกอบกันในเวลาเดียวกันขณะที่มันวัดระดับพลังงานก็ยังวัดสิ่งอื่น ๆ คือตำแหน่งในพื้นที่สี ดังนั้นคุณไม่สามารถแยกความแตกต่างของสัญญาณทั้งสอง (พลังงานและความเข้มของสี) ได้อย่างง่ายดาย

ในกรณีนี้มันเป็นสีที่เข้มกว่าเพราะแหล่งข่าวบอกว่า: นอกขอบเขต sRGB = สีที่เข้มกว่าพื้นที่สีสามารถทำได้


10

นี่คือแผนภาพ chromaticity ที่รวมถึงการฉายภาพของพื้นที่สี sRGB: สามเหลี่ยมที่มีจุดยอดเป็นสีแดง (1,0,0), สีเขียว (0,1,0) และสีน้ำเงิน (0,0,1)

แผนภูมิ CIE พร้อมขอบเขต sRGB จาก Wikipedia

การเข้ารหัสการสะท้อนของพื้นผิวเป็นสีที่F 0และการรับค่าที่อยู่นอกขอบเขต sRGB (เลือกโดยพลการ) ซึ่งมีความสมเหตุสมผล นั่นหมายความว่าทองคำเป็น "สีแดง" มากกว่า sRGB ที่สามารถเป็นตัวแทนได้เนื่องจากมันสงวนพื้นที่ที่มีคุณค่าของช่วงไดนามิกสำหรับสีอื่น ๆ


ช่างเป็นเรื่องบังเอิญที่เราจะโพสต์ในเวลาเดียวกัน คุณช่วยให้ฉันไม่ต้องโพสต์ภาพที่วาดยากเมื่อฉันใช้มือถือ
joojaa

4
@joojaa“ คุณเขียนทุกอย่างในมือถือเหรอ? …คุณกล้ากว่าที่ฉันคิด”
John Calsbeek

1
ใช่ฉันทำ. ฉันกำลังคิดที่จะวาดกราฟกับ Mathematica บนมือถือของฉันผ่าน ssh แต่มันจะค่อนข้างมากเกินไป ... อย่างไรก็ตามนักตรวจสอบการสะกดของโทรศัพท์มือถือของฉันดูดดังนั้นถ้าคุณเห็นการสะกดผิดจำนวนมากรู้สึกอิสระที่จะแก้ไข
joojaa
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.