Вычисление цвета и яркости горячего материала

Каждый калькулятор цвета черного тела, который мне удалось найти, рассчитывает только оттенок и насыщенность; они полностью игнорируют яркость, что серьезно ограничивает их полезность, если вы пытаетесь смоделировать реальный внешний вид горячего объекта.

Я пытался сам найти, как ее рассчитать, но Google задыхается от дискуссий о цветовой температуре для мониторов; каждое обсуждение, с которым я сталкиваюсь, сосредоточено на конкретных приложениях, помимо поиска цвета для горячих объектов.

Я так понимаю диапазон восприятия для глаза меняется в зависимости от окружающего освещения. Мы смотрим на горячие объекты в космосе, от 500 до ~7000 К, так что давайте предположим, что это эквивалентно лунной ночи (нижний предел мезопического зрения).

Я предполагаю, что мне нужна какая-то форма закона Планка или закона Стефана-Больцмана, только для видимого света. Затем мне нужно выяснить, как преобразовать мощность, заданную этими законами, в значение яркости для графического программного обеспечения (в диапазоне от 0% для неизлучающего объекта до 100% для светящегося белого объекта). Источниками являются поверхности, а не точки.

Я думаю, что могу использовать закон SB, я просто не уверен, как добраться оттуда до конечного значения яркости.

Спасибо за вашу помощь.

Ответы (1)

У вас есть работа, которую вы вырезали для себя, поэтому этот ответ может только указать вам направление. Этот расчет может быть трудным, потому что существует множество терминов с несколько разными значениями. Найдите книгу/другой источник (но для откровенной дури я предлагаю книгу), в которой обсуждается радиометрия и различия между лучистым потоком, яркостью, спектральной яркостью и т.д. и т.п.

Общая отправная точка, которую вы ищете, - это закон Планка, который гласит, что для черного тела спектральная яркость (энергия, излучаемая на квадратный метр поверхности на единицу телесного угла на единицу частоты) равна

Б ( ν , Т ) "=" 2 час ν 3 с 2 1 опыт ( час ν к Б Т ) 1

где с скорость света, к Б постоянная Больцмана, Т температура в Кельвинах, ν частота и час есть постоянная Планка. Это отправная точка , которая вам нужна. Это даст вам как оттенок (потому что он говорит вам об относительном количестве, излучаемом на каждой частоте), так и общую яркость. Но получение яркости требует знания радиометрических величин (что интегрировать, чтобы получить то, что вы ищете...), что потребует многих страниц объяснений. Так что возьмите книгу, посвященную радиометрии. Закон Стефана-Больцмана может привести вас прямо к полной яркости, но ничего не говорит вам об оттенке. Закон SB — это то, что вы получаете, когда интегрируете закон Планка по всем частотам и углам.

Дополнительная сложность заключается в том, что спектр любого реального объекта отличается от спектра черного тела. Это позволит вам получить излучательную способность и много других развлечений.