Phản xạ Fresnel của vàng: kênh màu đỏ lớn hơn 1?


13

Gần đây tôi đã cố gắng hiểu một số nguyên tắc vật lý đằng sau sự tương tác ánh sáng và vật chất. Trong bài nói chuyện Vật lý và Toán học của Shading , Naty Hoffman giải thích độ phản xạ Fresnel và định nghĩa màu sắc đặc trưng F 0 của vật liệu là độ phản xạ Fresnel ở góc ánh sáng tới 0 °.

Trên slide 65, F 0 của vàng được đưa ra là 1.022, 0.782, 0.344 (tuyến tính). Hoffman cho biết thêm:

giá trị kênh màu đỏ của nó lớn hơn 1 (nằm ngoài gam sRGB)

Tất cả điều này không có ý nghĩa quá nhiều với tôi. Giá trị lớn hơn 1 có nghĩa là trong các bước sóng đóng góp vào kênh màu đỏ, năng lượng được phản xạ nhiều hơn mức nhận được . Điều này thực sự xảy ra, và nếu vậy, làm thế nào và tại sao?


Ngoài ra, đây là một đường cong phản xạ từ Wikipedia cho một số vật liệu bao gồm vàng (Au). Đường cong chắc chắn cao đối với các bước sóng đỏ khoảng 600nm nhưng dường như không vượt quá 100%.

Phản xạ (Au)


4
Không thực sự, nó cũng có thể có nghĩa là nó màu đỏ hơn những gì màn hình của bạn có thể làm.
joojaa

1
Tôi không biết về rgb nhưng về năng lượng, rất có thể đạt được> 1 độ phản xạ nhờ vào huỳnh quang. Một số vật liệu có thể thu thập năng lượng từ các bước sóng khác.
v.oddou

Câu trả lời:


9

Màu RGB là một chủ đề phức tạp hơn một chút so với dễ thấy. Biểu đồ bước sóng phản xạ cho thấy lý do thực sự khá tốt.

Mô hình màu RGB có một số vấn đề trung tâm:

  • Những gì màu sắc đại diện: Chúng đại diện cho 3 gai trong một quang phổ liên tục. R, G và B không tương đương về mặt năng lượng, hãy để khoảng cách đều nhau.
  • Phạm vi của chúng là gì: Màu sắc không thực sự có ý nghĩa gì nếu không có thông tin về khoảng không gian chúng trải dài. Trong không gian màu sRGB giả định, không gian không bao trùm toàn bộ phạm vi hợp lý. Vì vậy, năng lượng bằng nhau nhưng màu sắc sống động hơn tồn tại.
  • Bộ máy cảm giác của con người không thực sự đọc 3 gai màu mà là các cảm biến chồng chéo lên nhau.

Kết quả là người ta không thể rút ra kết luận rằng kênh màu phản xạ lớn hơn 1 tự động có nghĩa là năng lượng được đưa vào hệ thống. Đó chỉ đơn giản là một trong những cách giải thích có thể.

Một cách giải thích khác là màu sắc đậm hơn không gian màu của bạn cho phép. Kết quả là thành phần vector màu của bạn có thể hơn 1.

Mắt người cũng có thể bị chảy màu từ cảm biến này sang cảm biến khác do sự chồng chéo của các cảm biến. Những điều như vậy xảy ra với bầu trời có vẻ như màu xanh nhạt, nhưng thực sự là màu xanh đậm hơn nhưng dữ dội đến mức chúng ta thấy nó là màu xanh nhạt. Nhưng trong 50% phản ánh sẽ có vẻ sai nếu chúng ta không tính đến điều này.

Cuối cùng, nó cũng có thể có nghĩa là năng lượng được đưa vào hệ thống. Năng lượng đến từ nơi khác hoặc được tạo ra bởi bề mặt.

Kết xuất thường không phải là một biện pháp khoa học của sự vật. Không có nguyên tắc năng lượng cần phải được phá vỡ để đạt được điều này.

Tóm tắt Summa (tl; dr)

Màu sắc thường là một thuộc tính tổng hợp cùng lúc vì nó đo mức năng lượng, nó cũng đo lường một thứ khác. Cụ thể là vị trí trong không gian màu. Do đó, bạn không thể phân biệt hai tín hiệu (năng lượng và cường độ màu) một cách dễ dàng.

Trong trường hợp này, nó là một màu mạnh hơn bởi vì nguồn nói như vậy: Bên ngoài gam sRGB = màu đậm hơn so với không gian màu có thể tạo ra.


10

Đây là sơ đồ màu bao gồm hình chiếu của không gian màu sRGB: một hình tam giác có các đỉnh là màu đỏ (1,0,0), màu xanh lá cây (0,1,0) và màu xanh lam (0,0,1).

Biểu đồ CIE với gam sRGB từ Wikipedia

Mã hóa độ phản xạ của một bề mặt dưới dạng màu tại F 0 và nhận được giá trị nằm ngoài gam màu sRGB (được chọn tùy ý) là hoàn toàn hợp lý. Điều đó chỉ có nghĩa là vàng "đỏ" hơn sRGB có thể đại diện, bởi vì nó dành diện tích có giá trị trong phạm vi động của nó cho các màu khác.


Thật là một sự trùng hợp ngẫu nhiên mà chúng tôi sẽ đăng cùng một lúc. Bạn cứu tôi khỏi phải đăng một hình ảnh khó vẽ khi tôi đang di động.
joojaa

4
@joojaa Ngôi Bạn đã viết tất cả những điều đó trên di động? ... Bạn đang dũng cảm hơn tôi nghĩ “.
John Calsbeek

1
Có tôi đã làm. Tôi đã nghĩ đến việc vẽ một biểu đồ với Mathicala trên điện thoại di động của mình qua ssh, nhưng điều đó sẽ hơi quá ... Dù sao trình kiểm tra chính tả của điện thoại di động của tôi cũng bị hỏng nên nếu bạn thấy nhiều lỗi sai chính tả, hãy sửa.
joojaa
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.