Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Внешний вид объектов определяется тем, как они отражают и пропускают свет . Цвет объектов определяется частей спектра части (падающего белого света), которые отражены или переданы без поглощения. Дополнительные атрибуты внешнего вида основаны на направленном распределении отраженного ( BRDF ) или проходящего света (BTDF), описываемого такими атрибутами, как глянцевый , блестящий или тусклый, матовый, прозрачный, мутный , отчетливый и т. Д.

Внешний вид отражающих объектов [ править ]

Внешний вид отражающих объектов определяется тем, как поверхность отражает падающий свет . Отражающие свойства поверхности можно характеризовать более близкий взгляд на (микро) - рельеф этой поверхности.

Структуры на поверхности и текстура поверхности определяются типичными размерами от 10 мм до 0,1 мм (предел обнаружения человеческого глаза составляет ~ 0,07 мм). Более мелкие структуры и особенности поверхности не могут быть непосредственно обнаружены невооруженным глазом, но их влияние становится очевидным в объектах или изображениях, отраженных на поверхности. Структуры толщиной 0,1 мм и ниже снижают четкость изображения (DOI), структуры в диапазоне 0,01 мм вызывают матовость, а структуры даже меньшего размера влияют на блеск поверхности.

Определение
диффузия, рассеяние : процесс, при котором пространственное распределение луча излучения изменяется во многих направлениях, когда он отклоняется поверхностью или средой, без изменения частоты его монохроматических компонентов. [1]
Внешний вид светоотражающих объектов
Внешний вид-R.png


Рисунок 1 : Проявление свойств поверхности при отражении света. Структуры с размерами λ более 0,1 мм можно увидеть непосредственно невооруженным глазом (фокусировка на поверхности), более мелкие структуры проявляются по их влиянию на направленное распределение отраженного света (фокусировка на источнике). Структуры толщиной 0,1 мм и ниже снижают четкость изображения (DOI), структуры в диапазоне 0,01 мм вызывают матовость, а структуры даже меньшего размера влияют на блеск поверхности.

Основные типы отражения света [ править ]

Рисунок 2A: Зеркальное, зеркальное отражение. Наклон отраженного луча идентичен наклону падающего луча.
Рисунок 2B: Отраженная дымка, падающий световой луч рассеивается в зеркальном направлении. Интенсивность отражения в зеркальном направлении снижается.
Рисунок 2C: Идеальное (т. Е. Ламбертовское) рассеяние падающего луча. Мощность отраженного излучения постоянна для всех углов наклона.
  • Зеркальное отражение : идеально гладкая поверхность (зеркало) отражает падающие лучи света таким образом, что угол наклона отраженного луча θr в точности совпадает с углом падающего луча θi.
  • Отражательная дымка : структуры на поверхности рассеивают падающий световой луч в направлениях, которые не совпадают с направлением зеркального отражения. Излучательная мощность падающего луча распределяется между всеми отраженными лучами, и максимальная мощность обычно отражается в зеркальном направлении. Ширина и высота колоколообразной кривой на рис. 2.2 зависят от деталей (микрорельефа) поверхности.
  • Ламбертовское отражение : этот тип отражения представляет собой крайний случай, поскольку весь падающий свет рассеивается в полусфере над поверхностью с одинаковой яркостью для всех направлений (изотропное распределение по направлениям). Обычная белая бумага для копировальных аппаратов или принтеров - хороший пример ламбертовского диффузного отражателя .
Рисунки 2 : Иллюстрация основных типов отражения - зеркальное (зеркальное отражение, слева), дымка (в центре) и ламбертовское диффузное (справа). Геометрия показана в верхней части, зависимость интенсивности от угла наклона детектора показана в нижней части диаграмм.
Contrast-Disability-Glare.png
Глянцевый-Матовый-394-Profile.png
Рисунок 3 (слева) : источник света (люминесцентная лампа), отраженный гладкой стеклянной поверхностью (левая половина) и рассеивающей поверхностью с микроструктурами ( матовое стекло , правая половина). Четкое изображение лампы обеспечивается только за счет отражения без рассеяния.

Рассеяние матового стекла немного увеличивает отраженную яркость в областях выше и ниже положения лампы (указано стрелками). Эта дополнительная яркость называется дымкой или вуалирующим блеском .

Рис. 4 (справа) : Профиль отраженной яркости с фотографии на рис. 3 (сверху вниз). Рассеяние матового стекла снижает яркость, отраженную в зеркальном направлении (A, синяя кривая с пиком в сравнении с B, красная кривая), но за пределами зеркального направления (в точках C) яркость увеличивается за счет вуалирующего ослепления .

Внешний вид прозрачных объектов [ править ]

Внешний вид пропускающих объектов
Внешний вид-T.png
Рисунок 5: Рассеяние света во время пропускания с классификацией диффузного пропускания на широкие и малоугловые области рассеяния, что приводит к затемнению и снижению четкости соответственно.
Внешний вид пропускающего объекта
Рисунок 6: градуировка линейки через полупрозрачный рассеивающий слой (матовое стекло). Первоначальную четкость изображения можно увидеть в центре нижней градуировки (около 0). С левой стороны матовое стекло соприкасается с поверхностью линейки и находится на 4 см выше поверхности линейки с правой стороны изображения. С увеличением расстояния между градуировкой линейки и рассеивающим слоем размытость ( дымка , также см. Мутность ) увеличивается, а четкость изображения ( четкость ) уменьшается.

Терминология [ править ]

Светоотражающие объекты [2]

  • Коэффициент отражения, R
  • Коэффициент отражения блеска, Rs
  • Глянец ( может наблюдаться не менее шести типов блеска в зависимости от характера поверхности и пространственного (направленного) распределения отраженного света.)
  • Зеркальный блеск
  • Отчетливость глянца изображения
  • Шин
  • Отражательная дымка, H (для заданного угла зеркального отражения), отношение ( светового ) потока, отраженного под определенным углом (или углами) от зеркального направления, к потоку, аналогичным образом отраженному под зеркальным углом в соответствии с указанным стандартом глянца. [3]

Прозрачные объекты [4]

  • Коэффициент пропускания , Т
  • Дымка ( мутность )
  • Ясность

См. Также [ править ]

  • Отражение (физика)
  • Затенение
  • Пропускание

Ссылки [ править ]

  1. ^ CIE No17.4-1987: Международный словарь по освещению, 4-е изд. (Совместная публикация IEC / CIE)
  2. ^ Стандарты ASTM по измерению цвета и внешнего вида
  3. ^ ASTM E-430: Стандартные методы испытаний для измерения блеска высокоглянцевых поверхностей гониофотометрией
  4. ^ Стандарты ASTM по измерению цвета и внешнего вида
  • Р. С. Хантер, Р. В. Гарольд: Измерение внешнего вида, 2-е издание, Wiley-IEEE (1987)
  • МКО № 38-1977: Радиометрические и фотометрические характеристики материалов и их измерение
  • CIE № 44-1979: Абсолютные методы измерения отражения

BRDF

  • Ф. Е. Никодемус и др., Геометрические аспекты и номенклатура отражательной способности, Министерство торговли США, Монография NBS 160 (1977).
  • Джон С. Стовер, Оптическое рассеяние, измерение и анализ, SPIE Press (1995)