Współczynnik odbicia Fresnela dla złota: czerwony kanał większy niż 1?

Próbowałem ostatnio zrozumieć niektóre fizyczne zasady interakcji światła i materiału. W mowie fizyki i Math cieniowania , Naty Hoffman wyjaśnia odbicia Fresnela i określa charakterystyczną barwę zwierciadlanego F ₀ materiału jako odbicia Fresnela, w temperaturze od 0 ° kątem padania światła.

Na suwaka 65, C ₀ złota jest podawany w 1,022, 0,782, 0,344 (liniowy). Hoffman dodaje:

jego wartość czerwonego kanału jest większa niż 1 (poza gamut sRGB)

Wszystko to nie ma dla mnie większego sensu. Wartość większa niż 1 oznaczałaby, że przy długościach fal przyczyniających się do czerwonego kanału więcej energii jest odbijane niż odbierane . Czy tak się naprawdę dzieje, a jeśli tak, to w jaki sposób i dlaczego?

Ponadto tutaj jest krzywa odbicia z Wikipedii dla niektórych materiałów, w tym złota (Au). Krzywa jest z pewnością wysoka dla czerwonych fal o długości około 600 nm, ale nie wydaje się przekraczać 100%.

Kolor RGB jest nieco bardziej skomplikowanym obiektem, niż się wydaje. Wykres długości fali odbicia pokazuje całkiem dobrze przyczynę.

Model kolorów RGB ma kilka głównych problemów:

• Co oznaczają kolory: Reprezentują 3 kolce w ciągłym spektrum. R, G i B nie są równoważne energetycznie, a tym bardziej równomiernie rozmieszczone.
• Jaki jest ich zasięg: Kolory tak naprawdę nic nie znaczą bez informacji o tym, jaką przestrzeń zajmują. W założonej przestrzeni kolorów sRGB przestrzeń nie obejmuje całego rozsądnego zakresu. Istnieją więc energetycznie równe, ale żywsze kolory.
• Ludzki aparat sensoryczny w rzeczywistości nie odczytuje 3 skoków kolorów, ale czujniki nieliniowo nakładają się na siebie.

W rezultacie nie można wyciągnąć wniosku, że kanał koloru odbicia większy niż 1 automatycznie oznacza, że ​​energia jest wprowadzana do układu. To po prostu jedna z możliwych interpretacji.

Inną interpretacją jest to, że kolor jest intensywniejszy niż pozwala na to przestrzeń kolorów. W rezultacie komponent wektora koloru może przekroczyć 1.

Oczy ludzkie mogą również krwawić z jednego czujnika do drugiego z powodu nakładania się czujników. Takie rzeczy dzieją się na niebie, które wydaje się jasnoniebieskie, ale w rzeczywistości jest o wiele ciemniejsze, ale tak intensywne, że widzimy je jako jasnoniebieskie. Ale w 50% refleksjach byłoby źle, gdybyśmy tego nie wzięli pod uwagę.

W końcu może to również oznaczać, że energia jest wprowadzana do systemu. Albo energia pochodzi z innego miejsca, albo jest generowana przez powierzchnię.

Renderowanie często nie jest naukową miarą rzeczy. Aby tego dokonać, nie trzeba łamać żadnej zasady energetycznej.

Summa summarum (tl; dr)

Kolor jest często atrybutem złożonym w tym samym czasie, ponieważ mierzy poziomy energii, a także mierzy coś innego. Mianowicie lokalizacja w przestrzeni kolorów. Dzięki temu nie można łatwo rozróżnić dwóch sygnałów (energii i intensywności kolorów).

W tym przypadku jest to bardziej intensywny kolor, ponieważ źródło tak mówi: Poza gamut sRGB = bardziej intensywny kolor, niż może zrobić przestrzeń kolorów.

Oto schemat chromatyczności, który obejmuje rzut przestrzeni kolorów sRGB: trójkąt, którego wierzchołki są czerwone (1,0,0), zielone (0,1,0) i niebieskie (0,0,1).

Kodowanie odbicia powierzchni, jak kolor na F ₀ i uzyskiwanie wartości, która znajduje się na zewnątrz (nieco arbitralnie wybrane) sRGB gamut jest całkowicie uzasadnione. Oznacza to po prostu, że złoto jest „bardziej czerwone” niż sRGB może reprezentować, ponieważ rezerwuje cenny obszar swojego zakresu dynamicznego na inne kolory.