1.2. ИСТОЧНИКИ ОСВЕЩЕНИЯ
Для синтеза реалистических изображений необходимо и достаточно точно смоделировать условия освещения. Это предполагает задание координат условия освещения и их характеристик. К числу характеристик, требующихся для решения задач синтеза изображений, относятся лучистый поток, создаваемый источником излучения, спектральная характеристика, пространственное распределение излучения (индикатриса излучения). Для площадных излучателей необходимо также задавать поверхностную (габаритную) яркость.
Для источников, имеющих непрерывный спектр излучения, вместоспектральной характеристики широко используется числовой параметр - цветовая температура. Это температура черного тела, при которой его излучение совпадает по цвету с излучением данного реального источника [37]. Нараду с этим очень часто цветовую температуру определяют как температуру черного тела, при которой относительные спектральные характеристики черного тела и реального излучателя совпадают в пределах заданного допуска.
Относительная спектральная характеристика источника излучения у(А/Ат) сцветовой температурой Т. описывается нормированной функцией Планка:
у(х=А/Ат) - 142,32 х'5 [ехр(4,9651/х)-1]~\ (1.2.1)
где х=А/Ат — безразмерный параметр, характеризующий в относительной форме длину волны излучения; А - длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности излучения.
Величина А определяется законом Вина:
Ш Ат[мкм] = 2898/Тс, (1.2.2)
где Т£ — цветовая температура по шкале Кельвина.
Спектральная плотность любой энергетической величины может быть выражена через у(х). В частности, для лучистого потокатах
где Ф. - максимальное значение спектральной плотности лучистого потока.
тах
Используя соотношение (1.2.2), можно найти связь между лучистым потоком Ф и величиной Ф.
тах
Во многих случаях для источника излучения известен лучистый поток Ф. Тогда для Ф. можно получитьтах
Ф. = 0,658 <р/А . (1.2.4)
Атах
При известных величинах Ф^ и Т. несложно при необходимости определить лучистый поток Р[лм] в светотехнической системе единиц:
где (А) — относительная видность монохроматического излучения на длине волны А.
1.2.1. ИСТОЧНИКИ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ
Для создания искусственного освещения, как правило, используются электрические источники света, излучение которых возникает в результате прямого или опосредованного преобразования электрической энергии.
К наиболее распространенным электрическим источникам света относятсялампы накаливания, люминесцентные и газоразрядные. В лампах накаливания излучающим элементом является вольфрамовая нить, помещенная в стеклянный баллон с инертным газом и разогреваемая электрическим током до высокой температуры (2500...3000 К). Спектр излучения ламп накаливания непрерывный. Максимум спектральной плотности излучения приходится на ближнюю инфракрасную область (1,0... 1,2 мкм). Видимое излучение составляет не более 10... 12% лучистого потока, причем основная часть приходится на оранжево-красную часть спектра. А в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектр излучения ламп накаливания вследствие поглощения в стеклянном баллоне заметно отличается от спектра излучения черного тела с соответствующей цветовой температурой.