La apariencia visual de los objetos viene dada por la forma en que reflejan y transmiten la luz . El color de los objetos está determinado por las partes del espectro de luz (blanca incidente) que se reflejan o transmiten sin ser absorbidas. Los atributos de apariencia adicionales se basan en la distribución direccional de la luz reflejada ( BRDF ) o transmitida (BTDF) descrita por atributos como brillante , brillante frente a opaco, mate, claro, turbio , distinto, etc.
Aparición de objetos reflectantes
La apariencia de los objetos reflectantes está determinada por la forma en que la superficie refleja la luz incidente . Las propiedades reflectantes de la superficie se pueden caracterizar por una mirada más cercana a la (micro) topografía de esa superficie.
Las estructuras de la superficie y la textura de la superficie están determinadas por dimensiones típicas entre unos 10 mm y 0,1 mm (el límite de detección del ojo humano es de ~ 0,07 mm). Las estructuras y características más pequeñas de la superficie no pueden ser detectadas directamente a simple vista, pero su efecto se hace evidente en los objetos o imágenes reflejados en la superficie. Las estructuras de 0,1 mm o menos reducen la nitidez de la imagen (DOI), las estructuras en el rango de 0,01 mm inducen neblina e incluso las estructuras más pequeñas afectan el brillo de la superficie.
- Definición
difusión, dispersión : proceso por el cual la distribución espacial de un haz de radiación cambia en muchas direcciones cuando es desviado por una superficie o por un medio, sin cambio de frecuencia de sus componentes monocromáticos. [1]
- Definición
Aparición de objetos reflectantes | |
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Figura 1 : Manifestación de las propiedades de la superficie tras la reflexión de la luz. Las estructuras con dimensiones, λ, superiores a 0,1 mm pueden verse directamente a simple vista (foco en la superficie), las estructuras más pequeñas se manifiestan por su efecto sobre la distribución direccional de la luz reflejada (foco en la fuente). Las estructuras de 0,1 mm o menos reducen la nitidez de la imagen (DOI), las estructuras en el rango de 0,01 mm inducen neblina y las estructuras aún más pequeñas afectan el brillo de la superficie. |
Tipos básicos de reflexión de la luz
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Figuras 2 : Ilustración de los tipos básicos de reflexión: especular (similar a un espejo, izquierda), neblina (centro) y difusa lambertiana (derecha). La geometría se muestra en la parte superior, la intensidad versus el ángulo de inclinación de un detector se muestra en la parte inferior de los diagramas. |
Figura 3 (izquierda) : Fuente de luz (tubo fluorescente) reflejada por una superficie de vidrio lisa (mitad izquierda) y una superficie de dispersión con microestructuras ( vidrio esmerilado , mitad derecha). Solo se proporciona una imagen distinta de la lámpara a través de la reflexión sin dispersión. La dispersión del vidrio esmerilado aumenta ligeramente la luminancia reflejada en las áreas por encima y por debajo de la posición de la lámpara (indicadas por las flechas). Esta luminancia adicional se llama neblina o deslumbramiento de velo . | Figura 4 (derecha) : Perfil de luminancia reflejada de la foto de la fig. 3 (de arriba a abajo). La dispersión del vidrio esmerilado reduce la luminancia reflejada en la dirección especular (A, curva azul puntiaguda frente a B, curva roja), pero fuera de la dirección especular (en las ubicaciones C) la luminancia aumenta al velar el deslumbramiento . |
Aparición de objetos transmisivos
Aparición de objetos transmisivos | |
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Figura 5: Dispersión de la luz durante la transmisión con clasificación de transmisión difusa en dominios de dispersión de ángulo amplio y pequeño, lo que resulta en neblina y reducción de claridad , respectivamente. |
Aparición de un objeto transmisivo | |
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Figura 6: graduación de una regla vista a través de una capa de dispersión translúcida (vidrio esmerilado). La distinción original de la imagen se puede ver en el centro de la graduación inferior (alrededor de 0). En el lado izquierdo, el vidrio esmerilado está en contacto con la superficie de la regla y está 4 cm por encima de la superficie de la regla en el lado derecho de la imagen. Con el aumento de la distancia entre la graduación de la regla y la capa de dispersión, el desenfoque ( neblina , también ver turbidez ) aumenta y la nitidez de la imagen ( claridad ) disminuye. |
Terminología
Objetos reflectantes [2]
- Factor de reflectancia, R
- Factor de reflectancia del brillo, Rs
- Brillo ( se pueden observar al menos seis tipos de brillo según el carácter de la superficie y la distribución espacial (direccional) de la luz reflejada).
- Brillo especular
- Distinción del brillo de la imagen
- Brillo
- Neblina de reflexión, H (para un ángulo especular especificado), la relación del flujo (de luz ) reflejado en un ángulo (o ángulos) específico desde la dirección especular al flujo reflejado de manera similar en el ángulo especular por un estándar de brillo especificado. [3]
Objetos transmisores [4]
- Transmitancia , T
- Haze ( turbidez )
- Claridad
Ver también
Referencias
- ^ CIE No17.4-1987: Vocabulario de iluminación internacional, 4ª ed. (Publicación conjunta IEC / CIE)
- ^ Normas ASTM sobre medición de color y apariencia
- ^ ASTM E-430: Métodos de prueba estándar para medir el brillo de superficies de alto brillo por goniofotometría
- ^ Normas ASTM sobre medición de color y apariencia
- RS Hunter, RW Harold: The Measurement of Appearance, 2nd Edition, Wiley-IEEE (1987)
- CIE No 38-1977: Características radiométricas y fotométricas de los materiales y su medida
- CIE No 44-1979: Métodos absolutos para medidas de reflexión
BRDF
- FE Nicodemus, et al., Consideraciones geométricas y nomenclatura de reflectancia, Departamento de Comercio de EE. UU., Monografía 160 de NBS (1977)
- John C. Stover, Dispersión óptica, medición y análisis, SPIE Press (1995)