[CV] 빛의 속성 (Properties of Light)

1. What is Light?, Light Field

 

 

EMR (Electromagnetic radiation)은 공간의 길을 따라 이동합니다.

이때 \(\lambda\)를 알고 있으면 R(\(\lambda\))를 통해 power을 알 수 있다고 합니다.

 

 

아무튼 여기서 나오는 함수 하나가 있는데 Plenoptic Function입니다.

 

Plenoptic Function은 공간 상의 한 점을 통과하는 빛의 세기 정보를 표현하기 위해서, 빛이 통과되는 3차원의 위치, 각도, 빛의 파장, 시간 등의 변수를 필요로 합니다.

 

\(p = R(X, Y, Z, \theta, \phi, \lambda, t)\) 이런 수식으로 나타납니다.

 

X, Y, Z는 공간상의 3차원의 위치이고, \(\theta, \phi\)는 빛의 방향, \(\lambda\)는 빛의 파장, \(t\)는 시간과 관련된 정보입니다.

이것들을 알고 있으면 공간상에 존재하는 모든 빛의 세기 정보를 알 수 있습니다.

 

그러나 실질적으로 plenoptic function을 알기에는 어려움이 발생하고, plenoptic function을 간소화한 4차원 light field를 통해 실험합니다.

 

R(u, v, s, t), 총 4개의 변수를 가지고 있는 함수는 빛의 파장과 시간은 고려하지 않고, 3차원 공간 상의 두 점의 좌표만을 고려합니다.

 

아무튼 이러한 함수들을 통해 빛의 세기를 표현할 수 있습니다.

 

그렇다면 우리는 어떻게 방사선을 색깔로 변환할까요?

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2. Light Spectrum

 

 

사람은 실질적으로 400~700 (nm)의 빛의 파장만 볼 수 있으며, 이를 가시광선이라 합니다.

이때 특정 파장에 따라 빛의 색상을 표현하기 위해서는 SPD를 알아야합니다.

 

SPD (spectral power distribution)이라는 분포가 있습니다.

해당 분포는 파장에 따라 얼마나 빛이 파워를 가지고 있는지 나타냅니다.

 

이처럼 어디서 오는 빛이냐에 따라 SPD가 달라질 수 있습니다.

 

점선은 형광등일 때의 SPD 입니다.

빛의 세기는 가시광선 구간에서는 점점 상승하지만, 실질적으로 사람은 초록색 부근에서 민감도가 높기 때문에 초록색에 더욱 민감하게 반응함을 알 수 있습니다.

 

 

다음 글에는 이러한 빛의 속성을 가지고 어떻게 카메라가 세상을 인식하는지에 대해 알아보겠습니다.

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2022.09.23 - [Computer Science/Computer Vision] - [CV] Camera & Optics

[CV] Camera & Optics

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