一、光场和光图 lumigraph

1.全光函数 Plenoptic Function

• 描述了从任意视角、任意时刻、任意位置、任意波长看到的所有东西
• 灰度图：定义观察方向 $P(\theta ,\varphi )$（位置固定）
• 彩色图：定义了波长$\lambda$ —— $P(\theta ,\varphi ,\lambda )$
• 电影和全息电影：引入了时间t、以及任意观察位置$P(\theta ,\varphi ,\lambda ,t,V_x,V_y,V_z)$

2.光场相机 Light Field Camera

• 能够捕捉场景中的 光场信息
• 光场相机通常包含一个 微透镜阵列，将每个像素的光线分解成多个方向，从而记录下光线的方向信息

3.光场重建

• 指从光场数据中恢复场景的三维结构和表面属性的过程
• 通过分析不同方向上的光线信息，可以重建出场景的深度、形状和材质等

二、颜色

1.物理基础

• 光是一种电磁辐射，有不同频率（波长）的振荡组成
• 人的眼睛只能感知特定波长范围内的电磁辐射，这个范围被称为 可见光谱，大约在 380 nm 到 780 nm 之间
  
• 光的传播：光在传播过程中会与物质相互作用，例如 反射、折射、散射等，这些相互作用 会影响光的颜色和强度

2.生物基础

• 人眼通过视网膜上的感光细胞感知颜色。视网膜上有两种感光细胞：视杆细胞Rod cells 和视锥细胞 Cone cells
  • 视杆细胞: 主要在低光照条件下工作，感知灰度图像 —— 光强
  • 视锥细胞: 主要在正常光照条件下工作，感知颜色（内部又分为三类 S\M\L）
    

3.同色异谱 Metamerism

• 尽管两种光谱在物理上完全不同，但它们在人类眼中看起来是相同的颜色

原因

• 人类视觉系统: 人类眼睛中的视锥细胞对光的波长敏感，但它们并不测量每个波长的光强度，而是三个视锥细胞的响应
• 颜色混合: 当两种或多种不同颜色的光混合在一起时，它们可以产生新的颜色

重要性

• 颜色再现: 由于 Metamers 的存在，我们不必复制现实世界场景的全光谱
• 颜色匹配: Metamers 使颜色匹配成为可能

4.颜色再现 & 颜色匹配 reproduction / matching

颜色匹配函数

• 这些函数描述了为了匹配特定波长（颜色）的光，需要混合多少红色、绿色和蓝色光

加色法 Additive Color

• 原理
  • 三原色: 加色法使用三种原色：红色、绿色和蓝色（RGB），这三种颜色可以组合成任何其他颜色
  • 混合光: 当两种或多种颜色的光混合在一起时，它们会产生新的颜色
  • 颜色模型: 加色法通常使用颜色模型来描述颜色的混合。最常用的颜色模型是 RGB 颜色模型（红绿蓝）

5.颜色空间

①RGB颜色空间

• 使用红色、绿色和蓝色三种原色来表示颜色
• 色域受限

②CMYK 颜色空间

• CMYK 颜色空间使用青色、品红色、黄色和黑色四种颜色来表示颜色
• 打印中常用
  

③CIE XYZ颜色空间

• CIE XYZ 颜色空间是一种通用的颜色空间，它可以表示所有可观察的颜色，分别对应于三个假想的原色 X、Y 和 Z
• 用于颜色科学、颜色匹配和颜色管理
  

④HSV颜色空间

• H色调、S饱和度、L亮度
  

⑤CIELAB颜色空间

• CIELAB 颜色空间由三个坐标 L*、a* 和 b* 组成
  • L 星座： L* 星座描述颜色的亮度，范围从 0% 到 100%，其中 0% 表示黑色，50% 表示中性灰，100% 表示白色
  • a 星座： a* 星座描述颜色的红绿色调，正值表示红色调，负值表示绿色调
  • b 星座： b* 星座描述颜色的黄蓝色调，正值表示黄色调，负值表示蓝色调