Visuaalinen ulkonäkö - Visual appearance

Visuaalinen ulkoasu esineiden saadaan miten ne heijastavat ja lähettävät valoa . Väri esineiden määritetään osat spektri on (tapaus valkoinen) valo, joka heijastuu tai lähetetään ilman imeytyy. Lisäominaisuudet perustuvat heijastuneen ( BRDF ) tai läpäisyn valon (BTDF) suuntajakaumaan, jota kuvaavat ominaisuudet, kuten kiiltävä , kiiltävä vai himmeä, matta, kirkas, samea , erillinen jne.

Heijastavien esineiden ulkonäkö

Heijastavien esineiden ulkonäkö määräytyy sen mukaan, miten pinta heijastaa tulevaa valoa . Pinnan heijastaville ominaisuuksille voidaan luonnehtia tarkemmin tarkastelemalla pinnan (mikro) topografiaa .

Pinnan rakenteet ja pinnan rakenne määritetään tyypillisillä mitoilla välillä noin 10 mm - 0,1 mm (ihmissilmän havaitsemisraja on ~ 0,07 mm). Pinnan pienempiä rakenteita ja piirteitä ei voida suoraan havaita paljaalla silmällä, mutta niiden vaikutus ilmenee pinnassa heijastuvissa kohteissa tai kuvissa. 0,1 mm: n ja sen alapuolella olevat rakenteet vähentävät kuvan erotettavuutta (DOI), alueen 0,01 mm rakenteet aiheuttavat sameutta ja vielä pienemmät rakenteet vaikuttavat pinnan kiiltoon .

Määritelmä
diffuusio, sironta : prosessi, jolla säteilypalkin alueellinen jakauma muuttuu moniin suuntiin, kun se poikkeaa pinnasta tai väliaineesta muuttamatta sen monokromaattisten komponenttien taajuutta.
Heijastavien esineiden ulkonäkö
Ulkonäkö-R.png


Kuva 1 : Pinnan ominaisuuksien ilmeneminen valon heijastuessa. Rakenteet, joiden mitat λ ovat yli 0,1 mm, voidaan nähdä suoraan paljain silmin (keskittyä pintaan). Pienemmät rakenteet ilmenevät vaikutuksesta heijastuneen valon suunnanjakautumiseen (tarkennus lähteeseen). 0,1 mm: n ja sen alapuolella olevat rakenteet vähentävät kuvan erotettavuutta (DOI), välillä 0,01 mm olevat rakenteet aiheuttavat sameutta ja vielä pienemmät rakenteet vaikuttavat pinnan kiiltoon .

Valonheijastuksen perustyypit

Image
Kuva 2A: Specular, peilimainen heijastus. Heijastuneen säteen kaltevuus on identtinen tulevan säteen kaltevuuden kanssa.
Image
Kuva 2B: Heijastuksen hämäys, tuleva valonsäde on hajallaan ympyrän suuntaan. Heijastusvoimakkuus spekulaarisessa suunnassa vähenee.
Image
Kuva 2C: Ihanteellinen (ts. Lambbertilainen) sironnan säteilyhajonta. Heijastunut säteilyteho on vakio kaikissa kallistuskulmissa.
  • Spesulaarinen heijastus : Täysin sileä pinta (peili) heijastaa saapuvat valonsäteet siten, että heijastetun säteen kallistuskulma θr on täsmälleen sama kuin tulevan säteen kulma θi.
  • Heijastava utu : pinnalla olevat rakenteet hajauttavat tulevan valonsäteen suuntiin, jotka eivät ole samat kuin peilikuva. Saapuvan säteen säteilyvoima jakautuu kaikkien heijastuneiden palkkien kesken, ja maksimaalinen teho heijastuu yleensä peilikuvassa. Kuviossa 2 esitetyn kellomaisen käyrän leveys ja korkeus 2.2 ovat riippuen pinnan (mikro) topografian yksityiskohdista.
  • Lambertian heijastus : tämäntyyppinen heijastus edustaa ääritapausta, koska kaikki tuleva valo on hajallaan pallonpuoliskolle pinnan yläpuolelle säteilyn ollessa sama kaikissa suunnissa (isotrooppinen suuntajakauma). Tavallinen valkoinen paperi kopiokoneille tai tulostimille on hyvä esimerkki Lambertian hajaheijastimesta .
Kuviot 2 : Kuva heijastusten perustyypeistä - peili (peilimainen, vasen), sameus (keskellä) ja Lambertian haja (oikealla). Geometria on esitetty yläosassa, ilmaisimen intensiteetti vs. ilmaisimen kallistuskulma on esitetty kaavioiden alaosassa.
Toisin-Toimintarajoitteettoman Glare.png
Kiiltävä-Matte-394-Profile.png
Kuva 3 (vasen) : Valonlähde (loisteputki), joka heijastuu sileällä lasipinnalla (vasen puoli) ja sirontapinnalla, jolla on mikrorakenteet ( himmeä lasi , oikea puoli). Selkeä kuva lampusta saadaan vain heijastuksen kautta ilman sirontaa.

Sirontaa himmeä lasi lisää hieman heijastuneen luminanssin alueilla ylä- ja alapuolella merkkivalon (osoitettu nuolilla). Tätä lisävalaistusta kutsutaan sameudella tai verhojen häikäisyllä .

Kuva 4 (oikea) : Kuvan 9 valokuvan heijastuneen valaistumisen profiili 3 (ylhäältä alas). Sirontaa himmeä lasi vähentää luminanssi heijastuu peiliheijastussuunnassa (A, oli korkeimmillaan sininen käyrä vs. B, punainen käyrä), mutta sen ulkopuolella peiliheijastussuunnassa (paikoissa C) luminanssi on kasvanut vastavoimaa häikäisyä .

Läpäisevien esineiden ulkonäkö

Läpäisevien esineiden ulkonäkö
Ulkonäkö-T.png
Kuvio 5: Valon sironta siirron aikana diffuusin läpäisyn luokittelulla leveisiin ja pienikulmaisiin sirontaalueisiin, mikä johtaa sameuteen ja vähentää selvyyttä .
Läpäisevän esineen ulkonäkö
Blur-by-sirontamittarin 1307-E.png
 Kuvio 6: viivaimen asteikko nähtynä läpikuultava sirontakerros (himmeä lasi). Kuvan alkuperäinen erottuvuus näkyy alemman asteikon keskellä (noin 0). Vasemmalla puolella himmeä lasi on kosketuksissa viivaimen pinnan kanssa ja se on 4 cm kuvan viirakkeen pinnan yläpuolella kuvan oikealla puolella. Kun viivaimen asteikon ja sirontakerroksen välinen etäisyys kasvaa, hämärtyminen ( sameus , ks. Myös sameus ) kasvaa ja kuvan erottuvuus ( selkeys ) vähenee.

Terminologia

Heijastavat esineet

  • Heijastavuuskerroin, R
  • Kiiltoheijastavuuskerroin, Rs
  • Kiilto (vähintään kuusi kiillotyyppiä voidaan havaita pinnan luonteesta ja heijastuneen valon alueellisesta (suuntaisesta) jakautumisesta riippuen.)
  • Peili kiilto
  • Kuvan kiilteen erottuvuus
  • Kiilto
  • Heijastava sameus, H (tietylle silmäkulmalle), tietyssä kulmassa (tai kulmissa) heijastuneen ( kevyen ) vuon suhde peilinsuunnasta vuotoon , joka heijastuu samalla tavalla keilan kulmassa määritellyllä kiiltostandardilla.

Läpäisevät esineet

Katso myös

Viitteet

  1. ^ CIE nro 17.4-1987: Kansainvälinen valaistussanasto, 4. painos. (IEC / CIE-yhteisjulkaisu)
  2. ^ ASTM-standardit värin ja ulkonäön mittaamiseksi
  3. ^ ASTM E – 430: Vakiotestausmenetelmät korkeakiiltoisten pintojen kiillan mittaamiseksi Goniophotometrialla
  4. ^ ASTM-standardit värin ja ulkonäön mittaamiseksi
  • RS Hunter, RW Harold: Ulkonäön mittaus, 2. painos, Wiley-IEEE (1987)
  • CIE nro 38-1977: Materiaalien säteily- ja fotometriset ominaisuudet ja niiden mittaus
  • CIE nro 44-1979: Absoluuttiset menetelmät heijastusmittauksiin

BRDF

  • FE Nicodemus, et al., Geometriset näkökohdat ja heijastusnimikkeistö, Yhdysvaltain kauppaministeriö, NBS Monograph 160 (1977)
  • John C. Stover, optinen sironta, mittaus ja analyysi, SPIE Press (1995)