Коефіцієнт відбиття золота: червоний канал більший за 1?

Останнім часом я намагаюся зрозуміти деякі фізичні засади взаємодії світла та матеріалу. У своїй розмові « Фізика і математика затінення» Наті Гофман пояснює відбиття Френеля і визначає характерний кольоровий колір F ₀ матеріалу як відбиття Френеля під кутом падаючого світла 0 °.

На слайді 65 золото F ₀ задано як 1,022, 0,782, 0,344 (лінійне). Гофман додає:

його червоне значення каналу перевищує 1 (це поза гаммою sRGB)

Все це не має для мене занадто великого сенсу. Значення, що перевищує 1, означатиме, що на довжинах хвиль, що сприяють червоному каналу, відображається більше енергії, ніж отримується . Це справді відбувається, і якщо так, то як і чому?

Крім того, ось крива відбиття від Вікіпедії для деяких матеріалів, зокрема золота (Au). Крива, безумовно, висока для червоних довжин хвиль близько 600 нм, але, схоже, не перевищує 100%.

Колір RGB є трохи складнішим предметом, ніж легко здається очевидним. Діаграма довжини хвилі відбиття показує причину насправді досить добре.

Кольорова модель RGB має кілька центральних проблем:

• Що представляють кольори: Вони являють собою 3 шипа в суцільному спектрі. R, G і B не є енергетично еквівалентними, не кажучи вже про рівномірно розташованих.
• Яка їх асортимент: кольори насправді нічого не означають без інформації про те, який простір вони займають. У передбачуваному кольоровому просторі sRGB простір не охоплює весь чутливий діапазон. Настільки енергетично рівні, але більш яскраві кольори існують.
• Сенсорний апарат людини насправді не читає 3 кольорових шипа, але датчики нелінійно перетинаються.

В результаті не можна зробити висновок про те, що канал кольору відбиття більше 1 автоматично означає, що в систему вставляється енергія. Це просто одна з можливих інтерпретацій.

Інша інтерпретація полягає в тому, що колір більш інтенсивний, ніж дозволяє ваш кольоровий простір. В результаті ваш компонент кольорового вектора може бути більше 1.

Людські очі можуть також кровоточити кольором від одного датчика до іншого через перекриття датчиків. Такі речі трапляються з небом, яке здається світло-блакитним, але насправді набагато темнішим, але настільки інтенсивним, що ми бачимо його як світло-блакитний. Але в 50% роздумах було б неправильно, якби ми не врахували цього.

Зрештою, це також може означати, що енергія вставляється в систему. Або енергія надходить з іншого місця, або генерується поверхнею.

Візуалізація часто не є науковою мірою речей. Для досягнення цього не потрібно порушувати жоден енергетичний принцип.

Summa summarum (tl; dr)

Колір часто є складним атрибутом одночасно, оскільки він вимірює рівень енергії, він також вимірює щось інше. А саме розташування в кольоровому просторі. Таким чином, ви не можете легко диференціювати два сигнали (енергію та інтенсивність кольорів).

У цьому випадку це більш інтенсивний колір, оскільки джерело говорить так: Поза гамою sRGB = більш інтенсивний колір, ніж кольоровий простір.

Ось діаграма хроматичності, що включає проекцію кольорового простору sRGB: трикутник, вершини якого червоні (1,0,0), зелені (0,1,0) та сині (0,0,1).

Кодування відбиття поверхні як кольору при F ₀ та отримання значення, яке знаходиться поза (дещо довільною обраною) гаммою sRGB, цілком розумно. Це просто означає, що золото є «червонішим», ніж може представляти sRGB, оскільки воно зберігає цінну область свого динамічного діапазону для інших кольорів.