如何把太阳变成绿的?不⽤变,它本来就是“绿”的?

作者: Frions

来源: 中科院物理所

发布日期: 2022-11-11 15:05:00

本文探讨了太阳的颜色及其在不同条件下的表现,以及通过滤镜改变图像颜色的原理。文章还讨论了太阳在太空和地球大气层中的光谱差异,以及如何通过滤镜将太阳图像变成绿色。

太阳辐射本身并不是⽩⾊的,甚⾄在不同的位置颜⾊也不同。我们平常说的“太阳发⽩光”的含义应该理解成“晴朗⽩天海平⾯附近看到的太阳光是⽩⾊的”——这种光⽤来做⽜顿的三棱镜实验就会看到七彩的⾊散。那么晴朗⽩天太阳看起来是什么颜⾊呢?经验上我认为是⽩⾊的,⾄于有没有偏⻩,我实在没办法“张⽬对⽇,明察秋毫”。不同位置的太阳辐射谱那么太阳什么时候显⻩⾊呢?并不在晴朗⽩天,⽽是在晨昏,或者雾霾天。

为什么这些时候看过去太阳发⻩呢?这就涉及到了瑞利散射。光在传播过程中遇到微粒会被散射到其他⽅向。如果微粒⼤⼩与光波⻓相近,并且散射的具体⾏为与频率有关,那么这种散射就被称为瑞利散射。⼤⽓对阳光的散射就是这种情况。散射最强烈的波⻓刚好对应蓝紫⾊光,也就是可⻅光中的短波成分。晴朗⽩天,太阳辐射经过⼤⽓的散射以后,损失掉了⼀些短波成分,到达地⾯看起来是⽩⾊。

晨昏时阳光在⼤⽓中穿越的距离变⻓,损失的短波成分更多,太阳就显出⻓波段的红到⻩⾊;雾霾天⼤⽓中微粒浓度变⼤,散射能⼒变强,阳光损失的短波成分也⽐晴天多,太阳看上去也是⻩⾊。

想要明⽩滤镜是怎么⼯作的,⾸先要知道彩⾊照⽚在我们的⼿机⾥是怎样储存的。我们⽤⼿机拍摄的⼀张彩⾊照⽚是由⼏百万个像素(pixel)组成。照⽚的每个像素点都是⼀个有特定颜⾊的⼩⽅块,这些像素拼在⼀起,组成了⼀张彩⾊照⽚。

在⼿机内部的存储中,对于每⼀个像素,它的颜⾊都可以由三个数字(R,G,B)来唯⼀确定,R,G,B分别对应着红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三个通道的颜⾊。R,G,B三个数字的取值范围是从0到255,0代表最暗,255代表最亮。

这样三个数字的不同组合就代表着不同的颜⾊,例如代表红⾊的三个数字是(255,0,0),绿⾊是(0,255,0),⻩⾊是(255,255,0),⽽⽩⾊是(255,255,255)。如果想知道更多颜⾊对应的(R,G,B)数值,你也可以戳图⽚下的链接来查询。

滤镜的本质就是颜⾊的变换。

我们可以把⼀个像素的颜⾊看成是三维空间上的⼀个坐标点,颜⾊变换就相当于是在三维空间中从一个坐标点到另一个坐标点的映射关系。也就是:F:(R,G,B)--->(R',G',B')。举个例⼦,我们想给⼀张彩⾊照⽚加上⿊⽩滤镜,即让它变成R=G=B的灰度图像,⼀种简单的⽅法就是把每⼀个像素的(R,G,B)三个数通通都映射到K=0.30R+0.59G+0.11B。

其中,RGB前⾯的系数来源于三原⾊对⼈眼的刺激程度,就好像在上图中,绿光看起来⽐红光和蓝光都亮,但其实它们在屏幕上辐射出的功率是差不多的。这种映射很符合⼈眼对明暗的感觉,⽬前⼴泛应⽤的⾼清视频标准PAL/NTSC制式采⽤的正是这种⽅法:F:(R,G,B)--->(K,K,K), K=0.30R+0.59G+0.11B。

⾸先提问,太阳是什么颜⾊的?

(好吧,刚刚Q1答的就是这个)跟着Q1认真探讨的结果是,太阳在⼀般情况下⽩⾊的,它会或多或少地发射出各种颜⾊的光。事实上,它发出除伽⻢射线以外的所有频率的电磁波,包括⽆线电波、微波、红外波、可⻅光、紫外波和X射线。太阳之所以发出所有这些颜⾊,是因为它是⼀个热体,通过热辐射的过程发出光。⽩炽灯发光就与太阳发光原理类似。

如果硬要探究太阳光是偏向于某种颜⾊的话,根据ASTM地⾯参考光谱标准,知道太阳光在进⼊地球⼤⽓层之前在太空中的真实颜⾊含量应该会更有说服⼒。事实是,太空中太阳光谱的波⻓分布,在紫⾊达到峰值。但是,重点来了,如果把它当作⼀个⿊体(不是⾮常精确),根据⿊体模型,太阳的峰值频率就是绿⾊的!所以我们甚⾄不⽤做什么太阳他自己就已经绿了(⼿动狗头)。

UUID: 545f57a4-d5af-4887-bc25-a604a348aa00

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/中科院物理所公众号-pdf2txt/2022/中科院物理所_2022-11-11_如何把太阳变成绿的?不用变,它本来就是“绿”的?No333.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0103 元