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, вместо спектральной характеристики широко используется числовой параметр – цветовая температура. Это температура черного тела, при которой его излучение совпадает по цвету с излучением данного реального источника [37]. Наряду 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  с цветовой температурой  описывается нормированной функцией Планка:

,              (1.2.1)

где  – безразмерный параметр, характеризующий в относительной форме длину волны излучения;  – длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности излучения.

Величина  определяется законом Вина:

,                         (1.2.2)

где  – цветовая температура по шкале Кельвина.

Спектральная плотность любой энергетической величины может быть выражена через . В частности, для лучистого потока

,                       (1.2.3)

где  – максимальное значение спектральной плотности лучистого потока.

Используя соотношение (1.2.2), можно найти связь между лучистым потоком  и величиной :

.

Во многих случаях для источника излучения известен лучистый поток . Тогда для  можно получить

.                                    (1.2.4)

При известных величинах  и  несложно при необходимости определить лучистый поток  в светотехнической системе единиц:

,

где  – относительная видность монохроматического излучения на длине волны .