Warna bulan dan matahari dari ruang angkasa di nilai RGB dan suhu warna

Tampaknya pertanyaan tentang warna Bulan dan Matahari dari ruang angkasa begitu sederhana bagi sains modern sehingga di abad kita seharusnya tidak ada masalah dengan jawaban. Kita berbicara tentang warna ketika diamati secara tepat dari ruang angkasa, karena atmosfer mengarah ke perubahan warna karena hamburan cahaya Rayleigh. "Tentunya di suatu tempat di ensiklopedia tentang ini secara rinci, dalam jumlah yang telah lama ditulis," katamu. Nah, sekarang, coba cari di Internet tentang informasi ini. Apakah itu berhasil? Kemungkinan besar tidak. Maksimum yang akan Anda temukan adalah beberapa kata bahwa bulan memiliki warna kecoklatan, dan matahari kemerahan. Tetapi Anda tidak akan menemukan informasi apakah warna ini dapat dilihat oleh mata manusia atau tidak, terutama nilai warna dalam RGB atau setidaknya suhu warna. Tapi kemudian Anda akan menemukan banyak foto dan video di mana Bulan dari ruang angkasa ditampilkan benar-benar abu-abu, terutama dalam foto-foto program Apollo Amerika, dan di mana Matahari dari ruang angkasa ditampilkan dalam warna putih dan bahkan biru.

Pendapat saya yang murni pribadi tidak lain adalah konsekuensi dari campur tangan politik dalam sains. Lagi pula, warna-warna Bulan dan Matahari dari angkasa langsung berhubungan dengan penerbangan orang Amerika ke Bulan.

Saya mencari melalui banyak artikel dan buku ilmiah untuk mencari informasi tentang warna bulan dan matahari dari luar angkasa. Untungnya, ternyata meskipun mereka tidak memiliki jawaban langsung dalam RGB, ada informasi lengkap tentang kerapatan spektral radiasi matahari dan reflektifitas bulan dalam spektrum. Ini cukup untuk mendapatkan warna yang tepat dalam nilai RGB. Anda hanya perlu menghitung dengan cermat apa yang sebenarnya saya lakukan. Pada artikel ini saya akan membagikan hasil perhitungan dengan Anda dan, tentu saja, saya akan memberi tahu Anda secara rinci tentang perhitungan itu sendiri. Dan Anda akan melihat bulan dan matahari dari ruang angkasa dalam warna nyata!

Saya melakukan perhitungan dalam program Mathcad dan, dengan demikian, fragmen kode akan berada dalam bahasa pemrograman bawaan, yang sangat cocok sebagai kode pseudo yang dapat dimengerti oleh semua orang.

Pada saat yang sama, saya akan memberi tahu Anda secara terperinci apa model warna RGB, yang, saya pikir, Anda semua kenal. Pertanyaan ini sebenarnya juga tidak sepenuhnya sederhana. Misalnya, coba jawab dua pertanyaan berikut. Biarkan rgb warna (120,80.100) diberikan.
1) Apa nilai-nilai warna RGB, yang 2 kali lebih gelap dari yang ditentukan?
2) Berapa nilai RGB untuk abu-abu yang memiliki kecerahan yang sama dengan yang diberikan?
Tampaknya apa yang ada untuk dipikirkan, bagi 2 dalam kasus pertama, yaitu rgb (60,40,50) dan rata-rata dalam kasus kedua, yaitu rgb (100,100,100) . Sayangnya, jawaban yang benar adalah: 1) rgb (86.56.71) ; 2) rgb (92.92.92) . Anda akan mengetahui mengapa jawabannya hanya itu.

Saya juga akan berbicara tentang suhu warna dan cara menghitungnya.

Ruang warna XYZ

XYZ adalah model warna referensi yang didefinisikan dalam pengertian matematika yang ketat oleh CIE (International Commission on Illumination) pada tahun 1931. Model CIE XYZ adalah model utama dari hampir semua model warna lain yang digunakan dalam bidang teknis. Warna XYZ diatur sebagai berikut:

$$

$$X = \ int _ {390 \, nm} ^ {830 \, nm} I (\ lambda) \, {\ overline {x}} (\ lambda) \, d \ lambda \\ Y = \ int _ { 390 \, nm} ^ {830 \, nm} I (\ lambda) \, {\ overline {y}} (\ lambda) \, d \ lambda \\ Z = \ int _ {390 \, nm} ^ { 830 \, nm} I (\ lambda) \, {\ overline {z}} (\ lambda) \, d \ lambda$$

dimana $$$I (\ lambda)$ - kerapatan spektral dari setiap kuantitas fotometrik energi (misalnya, fluks radiasi, kecerahan energi, dll., secara absolut atau relatif) dalam kisaran panjang gelombang dari 390 hingga 830 nm (ini menurut 2006, pada tahun 1931 kisaran berasal dari 380 hingga 780 nm ); $$${\ overline {x}} (\ lambda)$ , $$${\ overline {y}} (\ lambda)$ , $$${\ overline {z}} (\ lambda)$ - fungsi pencocokan warna. Selain itu, yang penting bagi kami, koordinat Y sesuai dengan kecerahan visual sinyal.

Data fungsi pencocokan warna yang saya unduh dari sini: [ 1 ]. Di sana, fungsi pencocokan warna ditentukan untuk bidang tampilan 2 derajat dan 10 derajat . Saya memutuskan untuk melakukan perhitungan untuk kedua kasus, membandingkan hasilnya dan memastikan, seperti yang diharapkan, koordinat warna sedikit berbeda. Secara alami, saya menggunakan fungsi-fungsi ini dengan resolusi maksimum yang disediakan, yaitu, dengan langkah 0,1 nm . Grafik fungsi pencocokan warna adalah sebagai berikut:



Grafik menunjukkan bahwa di atas 710 nm fungsi menjadi diabaikan dalam arti bahwa ketika mengamati warna mendekati putih, kepadatan spektral dalam kisaran di atas 710 nm hampir tidak memberikan kontribusi. Meskipun kita tahu bahwa cahaya tampak terletak pada kisaran hingga 780 nm , kita harus memahami bahwa ini adalah radiasi monokromatik. Semua ini dengan fakta bahwa dalam perhitungan saya dalam beberapa kasus harus memperkirakan data yang hilang dari luminositas bulan hanya ke kisaran di mana fungsi pencocokan warna pada dasarnya kecil. Oleh karena itu, kemungkinan kesalahan ekstrapolasi tidak mengarah ke kesalahan nyata dalam warna yang dihitung.

Saya menghitung integral yang ditunjukkan dengan metode trapesium :


di mana c adalah bilangan koordinat ruang warna (1, 2, 3 untuk X, Y, Z, masing-masing); cw - tabel fungsi pencocokan warna; f adalah kerapatan spektral; M = (830-390) /0.1=4400 - jumlah langkah kisi.

Fungsi pencocokan warna yang benar memiliki properti bahwa area di bawah ketiga kurva adalah sama:

$$

$$\ int _ {390 \, nm} ^ {830 \, nm} \, {\ overline {x}} (\ lambda) \, d \ lambda \, = \ int _ {390 \, nm} ^ {830 \, nm} \, {\ overline {y}} (\ lambda) \, d \ lambda \, = \ int _ {390 \, nm} ^ {830 \, nm} \, {\ overline {z}} (\ lambda) \, d \ lambda$$

Ini dilakukan agar spektrum seragam memiliki koordinat XYZ yang sama. Periksa apakah properti ini menampung:


di mana satu adalah array dari 1; cmf2_ dan cmf10_ adalah tabel fungsi pencocokan warna untuk bidang tampilan 2 derajat dan 10 derajat , masing-masing. Seperti yang Anda lihat, properti puas dengan akurasi 0,01% , yang sangat bagus. Tapi tetap saja, kami memperbarui fungsi untuk kesetiaan:

Normalisasi kecerahan

Pertimbangkan pengoperasian kamera digital. Elemen utama dari kamera digital adalah matriks, yang terdiri dari fotosensor. Ketika memproyeksikan gambar ke matriks, muatan listrik sebanding dengan masing-masing fotosensornya, yang sebanding dengan energi radiasi fotosensor. Fotosensor menangkap kecerahan elemen gambar tanpa informasi apa pun tentang warnanya. Untuk mendapatkan informasi tentang warna, matriks fotosensor ditutupi dengan matriks filter cahaya miniatur di atasnya. Filter ini berfungsi sebagai fungsi pencocokan warna. Setiap piksel terdiri dari beberapa sensor foto, yang totalnya ditumpangkan semua jenis filter.

Jadi, sebagai fungsi $$$I (\ lambda)$ kita harus mengambil kerapatan spektral energi iradiasi satu piksel. Kepadatan spektrum seperti itu dapat direpresentasikan sebagai

$$

$$I (\ lambda) = coef \ cdot ilumination (\ lambda) \ cdot albedo (\ lambda)$$

di mana iluminasi adalah kepadatan radiasi spektral dari sumber cahaya ; Albedo - reflektifitas permukaan objek yang difoto; coef - koefisien konstan tertentu, yang ditentukan oleh waktu pencahayaan, bukaan, jarak dari sumber cahaya ke objek yang difoto dan faktor lainnya. Reflektifitas mengacu pada albedo semu , yang didefinisikan sebagai rasio kecerahan elemen permukaan datar yang diterangi oleh sinar paralel terhadap kecerahan permukaan putih sepenuhnya yang tegak lurus terhadap sinar.

Sekarang bayangkan bahwa kita sedang melakukan pekerjaan pengukur pencahayaan foto, yang dengannya fotografer mengatur kecepatan rana dan apertur pada kamera. Dengan kata lain, kita perlu memilih nilai koefisien sehingga gambar berubah menjadi normal dalam kecerahan, tidak terlalu gelap, tidak terlalu cerah. Bayangkan bahwa di balik objek yang difoto adalah layar yang benar-benar putih. Albedo pemantulan layar seperti itu menurut definisi sama dengan 1 pada semua panjang gelombang. Atur nilai coef sehingga kecerahan visual Y layar ini pada gambar adalah 1. Mengapa 1? Karena dalam model warna RGB, nilai kecerahan maksimum yang dimungkinkan adalah 1, yang dicapai dengan rgb (255.255.255) , yaitu, dengan warna putih. Saya akan membicarakan hal ini nanti. Karena tubuh biasa berwarna lebih gelap daripada layar sepenuhnya putih, gambar akan normal dalam kecerahan. Dari pertimbangan ini, kami memperoleh ungkapan untuk koefisien berikut:

$$

$$coef = \ frac {1} {\ int _ {390 \, nm} ^ {830 \, nm} iluminasi (\ lambda) \, {\ overline {y}} (\ lambda) \, d \ lambda}$$

Perlu dicatat bahwa normalisasi semacam itu tidak menjamin bahwa nilai setiap koordinat RGB akan kurang dari atau sama dengan 255. Misalnya, jika Anda memotret layar yang benar-benar putih dengan sumber lampu merah, maka warna RGB akan keluar skala.

Jadi, saya menghitung koordinat ruang warna XYZ sebagai berikut:


Kita perlu entah bagaimana mengekspresikan warna matahari. Kami tidak dapat memotretnya secara langsung, dan dalam model matematika kami, kami tidak memberikan kasus ekstrem seperti itu. Jelas, kita perlu memotret permukaan putih yang diterangi oleh Matahari. Karena Matahari dari luar angkasa memiliki rona kemerahan, maka, seperti yang saya katakan, warna layar benar-benar putih berskala. Karena itu, kita harus mengambil permukaan yang lebih gelap. Saya secara eksperimental menemukan bahwa Anda perlu mengambil kertas putih dengan albedo 0,91. Anda tidak dapat mengambil lebih banyak Albedo, itu mulai berguling. Jadi, untuk mendapatkan warna Matahari, saya hanya mengatur nilai Albedo menjadi 0,91 pada semua panjang gelombang dalam rumus di atas:

Ruang warna SRGB

Ruang warna yang paling umum menggunakan model RGB adalah sRGB. Oleh karena itu, ketika berbicara tentang RGB tanpa klarifikasi, artinya ruang warna sRGB, yang merupakan standar untuk mewakili spektrum warna menggunakan model RGB. Standar ini dibuat oleh International Color Consortium (ICC) pada tahun 1996 untuk menyatukan penggunaan model RGB di monitor, printer, dan situs Internet. Mari kita lihat standar ini, deskripsi yang tersedia di [ 2 ].

Konversi XYZ ke sRGB berlangsung dalam tiga tahap. Pertama, koordinat XYZ dikonversi menjadi koordinat RGB linier, kemudian koordinat linier dikonversi ke koordinat RGB non-linear, dan akhirnya koordinat non-linear dikonversi ke koordinat RGB 8-bit, yang, pada kenyataannya, adalah koordinat ruang warna sRGB.

Konversi koordinat XYZ ke koordinat RGB linear adalah sebagai berikut:



dan sebaliknya adalah seperti ini:



Saya bertanya-tanya dari mana angka-angka aneh dalam matriks kotak ini berasal? Dan mereka datang dari rekomendasi ITU-R BT.709 [ 3 ]. Nyatakan matriks kuadrat pertama oleh XYZ_to_RGB , dan yang kedua oleh RGB_to_XYZ . Jelas, mereka saling terbalik. Rekomendasi ITU-R BT.709 menetapkan persyaratan yang harus dipenuhi untuk matriks kedua. Dari persyaratan ini, kita dapat secara unik menghitung matriks kedua, dan yang pertama sama dengan matriks terbalik dari yang kedua.

Kami memperkenalkan fungsi-fungsi berikut:

$$

$$XYZ (R, G, B) = RGB \ _to \ _XYZ \ cdot {\ begin {bmatrix} R \\ G \\ B \ end {bmatrix}} \\ W (R, G, B) = XYZ_1 (R , G, B) + XYZ_2 (R, G, B) + XYZ_3 (R, G, B) \\ xy (R, G, B) = \ frac {1} {W (R, G, B)} \ cdot {\ begin {bmatrix} XYZ_1 (R, G, B) \\ XYZ_2 (R, G, B) \ end {bmatrix}}$$

Kemudian persyaratan rekomendasi ITU-R BT.709 mengambil bentuk berikut:

$$

$$xy (1,0,0) = {\ begin {bmatrix} 0.64 \\ 0.33 \ end {bmatrix}}, \; xy (0,1,0) = {\ begin {bmatrix} 0.30 \\ 0.60 \ end {bmatrix}}, \; xy (0,0,1) = {\ begin {bmatrix} 0,15 \\ 0,06 \ end {bmatrix}} \\ xy (1,1,1) = {\ begin {bmatrix} 0,3127 \\ 0,3290 \ end {bmatrix }}$$

Kami memiliki 8 persamaan, ketika kami memiliki 9 elemen yang tidak diketahui dari matriks RGB_to_XYZ , yaitu, satu persamaan lagi tidak ada. Dan persamaan yang hilang secara implisit diatur, saya harus menebaknya sendiri. Inti dari persamaan ini adalah untuk putih, kecerahan visual Y harus sama dengan 1:

$$

$$XYZ_2 (1,1,1) = 1$$

Saya menemukan solusi tepat untuk persamaan ini dalam bilangan rasional:


Jika saya membulatkan angka dalam hasil saya ke empat tempat desimal, maka kita mendapatkan angka yang sangat aneh itu dalam standar Konsorsium Warna Internasional. Dalam perhitungan saya, saya menggunakan matriks tidak bulat, tetapi yang tepat di atas (sejauh angka floating-point presisi ganda memungkinkan).

Jadi, koordinat linier RGB berdasarkan tabel fungsi pencocokan warna (cmf), kepadatan radiasi spektral (pencahayaan) dan reflektansi (Albedo) saya hitung sebagai berikut:



Saya juga menggunakan koordinat RGB linier, rata-rata dalam bidang tampilan 2 derajat dan 10 derajat :



Dari koordinat linier RGB, kecerahan visual Y dihitung menggunakan rumus berikut (secara default, array Mathcad diberi nomor dari elemen nol):


Kami terus membongkar standar. Setiap koordinat RGB linier dikonversi menjadi non-linear menggunakan fungsi lin2bit non-linear, dan sebaliknya, bit2lin, yang didefinisikan sebagai berikut:


Grafik fungsi-fungsi ini terlihat seperti ini:



Perhatikan bahwa 0 dikonversi menjadi 0, 1 ke 1.

Pada akhirnya, koordinat RGB non-linear dikonversi menjadi 8-bit dengan mengalikannya dengan 255, diikuti dengan pembulatan ke bilangan bulat.

Jadi, saya telah mendefinisikan fungsi-fungsi berikut untuk mengubah koordinat RGB linier menjadi 8-bit dan sebaliknya:

Sekarang kita siap untuk menyelesaikan masalah dari pendahuluan. Saya mengingatkan Anda tentang kondisinya.

Biarkan rgb warna (120,80.100) diberikan.
1) Apa nilai-nilai warna RGB, yang 2 kali lebih gelap dari yang ditentukan?
2) Berapa nilai RGB untuk abu-abu yang memiliki kecerahan yang sama dengan yang diberikan?

Solusi:

Jawaban: 1) rgb (86.56.71) ; 2) rgb (92.92.92) .

Suhu warna

Suhu warna dari sumber cahaya, diukur dalam Kelvin, ditentukan oleh suhu benda yang benar - benar hitam yang terletak pada bagan warna di tempat yang sama dengan sumber radiasi yang dimaksud. Jika sumber cahaya tidak jatuh pada kurva Planck (kurva yang ditentukan oleh set titik warna benda hitam pada suhu yang berbeda), suhu warna berkorelasi digunakan untuk menggambarkannya. Nilai ini juga diukur dalam Kelvin dan ditentukan oleh suhu benda yang sepenuhnya hitam, yang warnanya sedekat mungkin dengan warna sumber cahaya. Untuk menemukan suhu warna yang berkorelasi dari sumber radiasi pada bagan warna yang dibangun dalam koordinat (u, v) , titik terdekat dengan sumber pada kurva Planck (yaitu, jarak geometrik terpendek) ditentukan. Suhu benda hitam yang terletak pada titik ini akan sesuai dengan suhu warna berkorelasi dari sumber yang dipertimbangkan [ 4 ].

Untuk tubuh yang benar-benar hitam pada suhu T, daya radiasi per satuan luas permukaan radiasi dalam interval panjang gelombang satuan dinyatakan oleh hukum Planck :

$$

$$R (\ lambda, T) = \ frac {2 \ pi h c ^ 2} {\ lambda ^ 5} \ frac {1} {e ^ {h c / \ lambda k T} -1}$$

Oleh karena itu, saya menghitung kepadatan radiasi spektral dari tubuh yang benar-benar hitam sebagai berikut (dalam kolom nol dari tabel fungsi pencocokan warna cmf2 ada panjang gelombang dalam nanometer):



Harap dicatat bahwa saya menghilangkan faktor konstan, karena masih berkurang dengan normalisasi lebih lanjut oleh kecerahan (kecerahan sumber cahaya tidak mempengaruhi suhu warna).

Selanjutnya, saya menghitung koordinat linier RGB:



Koordinat linier RGB dikonversi ke (u, v) koordinat sebagai berikut:



Pada bidang (u, v), jarak geometris antara titik-titik warna yang dipermasalahkan dan warna tubuh hitam dari suhu yang diberikan T dihitung:



Misalnya, untuk sumber cahaya putih standar, ketergantungan jarak ini pada suhu terlihat seperti ini:



Nilai T di mana ketergantungan ini memiliki minimum adalah suhu warna sumber cahaya yang dimaksud.

Kepadatan spektral radiasi matahari

Saya mengunduh data kerapatan spektral dari radiasi matahari tanpa adanya atmosfer dari sini: [ 5 ]. Sumber cahaya yang berhubungan dengan Matahari dari luar angkasa, selanjutnya saya sebut sebagai E490. Juga, untuk perbandingan, dalam perhitungan saya mempertimbangkan sumber cahaya standar D65 . Sumber ini mewakili cahaya putih. Saya melihatnya untuk menunjukkan seperti apa bulan jika matahari putih. Saya mengunduh data kerapatan spektral sumber cahaya standar D65 dari sini: [ 6 ].

Seperti yang akan ditunjukkan di bawah ini, sumber cahaya D65 dan E490 memiliki suhu warna masing-masing 6467K dan 5912K. Kerapatan radiasi spektral dari sumber cahaya D65, E490 dan benda yang benar-benar hitam pada suhu yang sesuai adalah sebagai berikut:



Dapat dicatat bahwa kerapatan spektral radiasi matahari lebih tinggi daripada sumber cahaya putih pada panjang gelombang lebih panjang, yaitu pada panjang gelombang cahaya merah (620-770 nm). Ini berarti bahwa matahari memiliki warna kemerahan. Memang, perhitungan memberikan warna berikut dari sumber cahaya D65, E490 dan benar-benar hitam dari suhu yang sesuai (seperti yang saya katakan, kertas putih dengan albedo 0,91 dipertimbangkan):



Harap dicatat bahwa koordinat sRGB Matahari dan suhu tubuh hitam absolut 5912K persis bertepatan. Ini tidak dijelaskan oleh apa pun, itu hanya terjadi.

Warna lingkaran pada gambar terakhir adalah warna asli Matahari dari luar angkasa. Mata manusia jelas melihat warna kemerahan matahari. Jadi, fakta bahwa Matahari dari ruang angkasa berwarna putih adalah mitos besar! Perlu dicatat bahwa untuk beberapa alasan warna ini tidak diamati dalam foto dan video program Apollo. Dalam foto-foto ini, rona kemerahan Matahari yang terlihat jelas akan muncul pada permukaan putih bendera Amerika dan pakaian antariksa. Dan seperti yang akan ditunjukkan di bawah ini, naungan Matahari ini memberikan kontribusi nyata pada "kemerahan" Bulan dari luar angkasa.

Apakah bulan berbeda atau warnanya sama?

Penentang teori konspirasi bulan mempromosikan versi bahwa warna bulan berbeda. Diduga di tempat-tempat bulan berwarna abu-abu, di tempat-tempat itu berwarna coklat, dan pada saat yang sama Apollo mendarat di mana bulan berwarna abu-abu. Tetapi versi ini secara langsung bertentangan dengan data ilmiah. Artikel [ 7 ] secara eksplisit mengatakan:

Perbedaan warna di bulan sangat kecil.

Shevchenko juga menulis dalam bukunya [ 8 ]:

Selama bertahun-tahun, peneliti Amerika terkenal T. McCord bekerja ke arah ini.Dia memperoleh lebih dari 200 spektrum untuk berbagai bagian permukaan bulan yang berukuran masing-masing 10-20 km. Semua kurva yang diperoleh pada dasarnya serupa dalam penampilan.

Jadi, tidak, bulan tidak berbeda warna, tetapi sama.

Data warna bulan menurut Shevchenko

Shevchenko dalam bukunya [ 8 ] memberikan ketergantungan reflektifitas berikut pada panjang gelombang.



Dalam perhitungan saya, saya menggunakan interpolasi linear sebagian data ini. Saya menerima data yang hilang di kisaran 820-830 nm dengan kelanjutan langsung segmen di kisaran 690-820 nm.

Data Warna Bulan oleh LRO

Kertas [ 9 ] menunjukkan ketergantungan reflektifitas permukaan bulan dari kondisi pencahayaan dan pengamatan pada panjang gelombang dari 321 nm sampai 689 nm. Parameter model dihitung berdasarkan analisis data yang diperoleh oleh Lunar Reconnaissance Orbiter (disingkat LRO). Kondisi pencahayaan dan pengamatan ditentukan oleh tiga parameter i (sudut datang), e (sudut refleksi) dan g (sudut fase). Sudut-sudut ini ditunjukkan dalam diagram berikut:



Sudut fase dapat dinyatakan dalam sudut azimut$$Ψ menggunakanteorema kosinus bolasebagai berikut:$\varPsi$

$$

$$g=\arccos\left(\cos\left(i\right)\cos\left(e\right)+\sin\left(i\right)\sin\left(e\right)\cos\left(\varPsi\right)\right)$$

Dalam perhitungan, saya mengambil nilai tradisional dari sudut i = g = 30 °, e = 0 °. Untuk sudut seperti itu, ketergantungan berikut reflektansi pada panjang gelombang diperoleh (grafik lro30):


Saya membuat ekstrapolasi linier data LRO ke interval 689-830 nm sehingga rasio nilai pada titik 830 nm dan 689 nm sama dengan data Shevchenko ( jadwal shev). Saya juga memperbarui data Shevchenko dengan mengalikannya dengan 0,8315 sehingga kecerahan perhitungan warna yang dihasilkan menurut Shevchenko dan LRO adalah sama.

Informasi Warna untuk Bulan oleh Kaguya

Karya [ 10 ] menyajikan data yang diperoleh oleh satelit bulan buatan Jepang kedua. Sayangnya, reflektivitas dalam rentang panjang gelombang terlihat diberikan dengan resolusi yang sangat rendah, jadi saya tidak menggunakannya dalam perhitungan saya.

Tetapi karya ini menarik karena membahas tentang perbedaan besar data Kaguya dengan data misi Apollo 16. Dan ini adalah salah satu kasus yang jarang terjadi ketika komunitas ilmiah secara terbuka berbicara tentang inkonsistensi terkait dengan penerbangan orang Amerika ke bulan.

Hasil perhitungan

Selanjutnya saya akan menggunakan notasi berikut:
D65 - sumber standar cahaya putih D65;
E490 - sumber cahaya dari Matahari tanpa adanya atmosfer;
B-0,91 - kertas putih dengan albedo 0,91;
LRO (30 °) - Data LRO untuk sudut tradisional i = g = 30 °, e = 0 °;
Shevch. - data tentang Shevchenko;
ling. (2 °) - koordinat RGB linier pada bidang pandang 2 derajat ;
ling. (10 °) - koordinat RGB linier pada bidang pandang 10 derajat ;
ling. (rata-rata) - Koordinat RGB linier rata-rataBidang pandangan 2 derajat dan 10 derajat ;
sRGB (100%) - koordinat sRGB yang diperoleh dari koordinat RGB linier rata-rata pada bidang tampilan 2 derajat dan 10 derajat ;
sRGB (200%) - koordinat sRGB yang diperoleh dari koordinat RGB linier berganda rata-rata pada bidang tampilan 2 derajat dan 10 derajat ;
sRGB (300%) - koordinat sRGB yang diperoleh dari koordinat RGB tiga kali lipat rata-rata pada bidang tampilan 2 derajat dan 10 derajat ;
sRGB (400%) - koordinat sRGB yang diperoleh dari empat kali lipat koordinat RGB linier rata-rataBidang pandang 2 derajat dan 10 derajat ;
col. langkah. - suhu warna yang diperoleh dari koordinat RGB linier rata-rata pada bidang tampilan 2 derajat dan 10 derajat ;

D65

	B-0,91	LRO (30 °)	Shevch.
ling. (2 °)	0.9076.0.9120.0.8968	0.1177,0.0931.0.0688	0.1202,0.0931.0.0697
ling. (10 °)	0.9084.0.9122.0.8929	0.1165.0.0916.0.0687	0.1188,0.0917.0.0696
ling. (rata-rata)	0.9080.0.9121.0.8948	0.1171,0.0924.0.0688	0.1195,0.0924.0.0697
sRGB (100%)	rgb (244.245.243)	rgb (96.86.74)	rgb (97.86.75)
sRGB (200%)	-	rgb (133.119.104)	rgb (134.119.104)
sRGB (300%)	-	rgb (160.144.125)	rgb (161.144.126)
sRGB (400%)	-	rgb (182.164.143)	rgb (184.164.144)
col. langkah.	6467K	4928K	4891K

E490

	B-0,91	LRO (30 °)	Shevch.
ling. (2 °)	1.0005.0.8892.0.8490	0.1283.0.0909.0.0649	0.1310.0.0909.0.0657
ling. (10 °)	1,0021,0,8888,0,8483	0.1272,0.0895,0.0650	0.1297,0.0895,0.0659
. (.)	1.0013,0.8890,0.8486	0.1277,0.0902,0.0649	0.1303,0.0902,0.0658
sRGB (100%)	rgb(255,242,237)	rgb(100,85,72)	rgb(101,85,73)
sRGB (200%)	-	rgb(138,118,101)	rgb(140,118,102)
sRGB (300%)	-	rgb(166,142,122)	rgb(168,142,123)
sRGB (400%)	-	rgb(189,162,139)	rgb(191,162,140)
. .	5912K	4550K	4512K

Gambar berikut menunjukkan warna permukaan bulan sRGB (100%) , sRGB (200%) (kecerahan ganda), sRGB (300%) (kecerahan tiga kali lipat), sRGB (400%) (kecerahan empat kali lipat) dengan sumber cahaya E490 (mis. setelah pengamatan dari luar angkasa) menurut data LRO dan Shevchenko.



Seperti yang Anda lihat, Bulan dari luar angkasa memiliki warna cokelat baik menurut LRO dan Shevchenko. Oleh Shevchenko ternyata sedikit (hampir tidak terlihat) lebih merah daripada oleh LRO.

Warna bulan di foto

Pada bagian ini kita akan membahas pewarnaan foto. Biarkan img gambar dan warna dalam koordinat linier RGB diberikan. Setiap piksel gambar digantikan oleh piksel dengan warna tertentu dengan kecerahan yang sama dengan warna piksel asli. Gambar dalam Mathcad disajikan sebagai matriks koordinat sRGB tunggal, yang diperoleh dengan menjahit tiga matriks "R", "G", "B" dari kiri ke kanan. Dengan mengingat hal ini, prosedur pewarnaan adalah sebagai berikut:

Yang menarik, saya mengambil foto permukaan bulan dari album foto program Apollo Amerika dan mengecatnya kembali dalam warna yang diperoleh dari perhitungan saya. Saya hanya memberikan hasil, dan membuat kesimpulan tentang apakah foto-foto ini asli atau salah, sendiri.

Hasil mewarnai foto AS11-44-6552 :



Di tengah adalah foto asli. Di sebelah kiri, foto-foto diwarnai sesuai dengan data LRO untuk sudut tradisional i = g = 30 ° , e = 0 ° , dan di sebelah kanan, menurut data Shevchenko. Baris atas sesuai dengan sumber cahaya standar D65, yaitu, baris atas menunjukkan warna permukaan bulan, yang akan diperoleh jika matahari berwarna putih. Baris bawah sesuai dengan sumber cahaya E490, yaitu, baris bawah menunjukkan warna alami dari permukaan bulan ketika diamati dari luar angkasa.

Seperti yang Anda lihat, rona kemerahan Matahari memberikan kontribusi nyata pada "kemerahan" permukaan Bulan, yang pada akhirnya terlihat cokelat, bukan abu-abu sama sekali.

Warna abu-abu Bulan dalam foto-foto NASA dapat dijelaskan oleh fakta bahwa film tersebut karena beberapa alasan "menjadi" biru, tetapi versi ini segera menghilang jika kita menganalisis gambar gradasi abu-abu di akhir album. Foto as11-44-chart menunjukkan gambar seperti itu untuk foto terakhir di atas. Saya meninggalkan abu-abu nyata dengan kecerahan yang sama di sebelah kiri gradasi abu-abu dengan kecerahan yang sama seperti di foto, dan juga menuliskan koordinat sRGB. Hasilnya adalah gambar berikut:



Seperti yang Anda lihat, film ini tidak hanya "berubah" menjadi biru, tetapi bahkan "pergi" sedikit ke arah yang berlawanan dari biru. Penyimpangan seperti itu tidak bisa mengubah warna coklat menjadi abu-abu.

Hasil mewarnai foto AS11-40-5903 :



Dalam foto aslinya, permukaan bulan di tempat-tempat tidak hanya memiliki warna abu-abu, tetapi bahkan sedikit kebiruan. Foto as11-40-chart menunjukkan gambar gradasi abu-abu yang sesuai:



Film ini tidak "hilang" dalam warna "biru", tetapi dalam "merah". Dan bahkan setelah itu, untuk beberapa alasan, permukaan bulan di foto NASA berwarna abu-abu.

Hasil mewarnai foto AS11-37-5455 :



Ini adalah salah satu foto langka dari program Apollo, di mana permukaan bulan memiliki warna cokelat, meskipun tidak sepenuhnya. Penentang teori konspirasi bulan suka menunjukkannya, kata mereka, lihat, cokelat itu. Tapi di sini tangkapannya masuk. Mari kita menganalisis foto as11-37-chart , yang menunjukkan gambar gradasi abu-abu yang sesuai:



Film ini hanya "menjadi" coklat. Itulah alasan keseluruhan warna cokelat dari permukaan bulan di foto-foto NASA.

Ketergantungan warna permukaan bulan pada kondisi pencahayaan dan pengamatan

Menggunakan data LRO yang diberikan dalam [ 9 ] , kami mempelajari bagaimana warna permukaan bulan berubah karena kondisi pencahayaan dan pengamatan. Pertimbangkan sumber cahaya E490 (Matahari dari luar angkasa) dan nilai-nilai berbeda dari sudut i , e , $$$\ varPsi$ . Gambar berikut menunjukkan hasilnya, di mana warna di baris atas tiga kali lipat lebih cerah dan warna di baris bawah dikurangi menjadi kecerahan yang sama Y = 0,5 .



Seperti yang Anda lihat dari gambar, hanya kecerahan yang berubah. Di baris paling bawah, warnanya hampir sama di mana-mana untuk mata manusia. Meskipun, jika Anda melihat lebih dekat, dalam kasus i = 0 °, Anda dapat melihat penyimpangan yang sangat lemah ke sisi abu-abu saat e mendekati nol.

Warna tanah bulan

Ada foto yang sangat aneh di situs web NASA, yaitu foto sampel tanah bulan ini No. 10005 .



Tanah bulan dalam foto terlihat coklat, bahkan terlalu coklat, mengingat bahwa pencahayaan dihasilkan oleh sumber cahaya putih. Keseimbangan putih yang benar dapat diperiksa oleh warna kertas putih yang jatuh ke dalam bingkai.

Mungkin ini adalah tanah oranye yang sama dengan yang ditemukan para astronot Apollo 17? Tidak! Dokumen [ 11 ] dengan jelas menyatakan bahwa sampel diambil oleh astronot Apollo 11.

Sekarang mari kita dengarkan apa yang dikatakan Neil Armstrong (astronot Apollo 11) dalam sebuah wawancara dengan Patrick Moore [ 12 ] , yang dia berikan pada tahun 1970.

Ketika Anda melihat tanah di dekat atau di tangan Anda, Anda menemukan bahwa itu sebenarnya abu-abu batubara, dan kami terutama tidak dapat menemukan sesuatu yang berbeda dari warna ini.

(Ketika Anda melihat bahan dari jarak dekat, seolah-olah di tangan Anda, Anda menemukan itu abu-abu arang sebenarnya, dan kami tidak pernah dapat menemukan hal-hal yang sangat berbeda dari warna itu.)

Ternyata, Neil Armstrong, saya tidak takut dengan kata itu, berbohong.

Sastra

1. Laboratorium Penelitian Warna & Visi - Fungsi CIE XYZ baru yang diubah dari fungsi LMS CIE (2006)
2. International Color Consortium - Ruang Warna Default Standar untuk Internet: sRGB
3. Rekomendasi ITU-RBT.709 - Nilai parameter untuk standar HDTV untuk produksi dan pertukaran program internasional
4. Robertson R. "Perhitungan suhu warna berkorelasi dan suhu distribusi" / .Opt. Soc. Am. 58, 1528 (1968).
5. Referensi Spektrum Ekstraterrestrial Standar ASTM 2000 E-490-00
6. CIE Standard Illuminant D65
7. "Hasil Pertama dari Penentuan Sifat Fisika-Mekanik dari Tanah Bulan", Moskow: 1970. Gosstroy, USSR, di bawah kepemimpinan editorial prof. Tech. Ilmu-ilmu V. G. Bulychev, hlm. 8.
8. Shevchenko V.V., Moon dan pengamatannya, 1983, hlm. 91-92.
9. Hapke, B., B. Denevi, H. Sato, S. Braden, dan M. Robinson (2012), Ketergantungan panjang gelombang dari kurva fase bulan seperti yang terlihat oleh Lunar Reconnaissance Orbiter Kamera Wide-Angle, J. Geophys. Res., 117, E00H15
10. Ohtake, M. et al. (2010), Turunkan Reflektansi Absolut dari Permukaan Lunar Menggunakan SELENE (Kaguya) Data Imager Multiband, Space Sci. Pdt., 154, 57-77
11. THE APOLLO 11 DRIVE TABUNG, Diseksi dan deskripsi oleh Judith H. Allton, NASA (1978)
12. BBC Wawancara Neil Armstrong dengan Patrick Moore (1970)