Photometry(Optics, 광학)
빛을 측정하는 학문인데, 사람의 눈에 받아들여지는 밝기의 정도로 빛을 측정한다. 따라서 전자기파 중에도 오직 가시광선만을 측정한다. 광학의 일부분으로 보는게 맞는 것 같다.
처음에는 이게 과학적으로 측정이 가능한가 의심이 들었다. 한편, 이와 반대되는 개념이 있으며, 우리의 상식에 맞는 학문이 있다.
Radiometry
전자기파의 절대적인 에너지 크기를측정하는 기술들의 집합이다. 모든 종류의 전자기파를 측정하며, 전자기파 방사의 세기를 측정한다. 분포(distribution of radiation's power)를 주로 측정한다. IR(적외선, Infrared)을 측정하는 용어로도 쓰인다.
Photometry에서 빛을 측정하는 법
현대 Photometry에서는 파장 길이별로 비시감도(luminosity function)에 의한 파장 길이별 가중치를 부여하여 빛의 밝기, 파장 길이에 따른 영향을 고려한다.
비시감도는 인간이 여러 파장에서 측정한 시감도 중에 가장 밝다고 느끼는 정도를 1 로 했을때, 파장의 길이별로 느끼는 밝기를 수치화 한 곡선이다. function이라 한 이유는 파장에 대한 시감도의 곡선으로 나타나기 때문이다. 아래 그래프를 보면 두 개의 곡선이 있는 것을 확인할 수 있다. 각각이 함수이다.
검은색 곡선(명소시, photopic)은 밝은 곳에서 파장별로 인간이 밝다고 느끼는 강도를 1 이하의 수로 나타낸 것이고, 좌측의 녹색 곡선(암소시, scotopic, Greek skotos;)은 어두운 곳에서 파장별로 인간이 느끼는 빛의 밝기를 표현한 곡선이다. 보통 photopic을 사용한다.
여기까지 Photometry의 기본 개념은 인간의 눈으로 측정할 때에 관한 것이다. 도대체 카메라로 찍는 영상에 대한 calibration에 Photometry가 관여한다는 걸까?
Photometry에서 측정하는 단위
전자기파의 효과를 측정하는 것에는 방법이 많고, 따라서 Photometry quantities도 종류가 많다. 또한 어떤 수량들은 물리적인 특징의 차이 때문에 서로 변환이 될 수 없다(lumens와 candela).
대표적으로 '무거운 정도'를 측정하는 수단으로 질량과 밀도가 있는데, 둘은 서로 변환이 불가능하다. 이렇듯, 광원에서 나오는 빛의 절대적인 양(lumen)과 빛이 얼마나 모여서 나오는 지(candela)는 서로 변환이 불가능하다. 여기다가 어떤 재질의 물질에 빛이 반사되는지에 따라 반사되는 정도도 다르다.
Luminous flux 는 lumen이라는 단위를 가지며, J이라는 에너지의 차원을 갖는다.
Luminous intensity 는 candela라는 단위를 가지며, 역시 J이라는 에너지의 차원을 갖는다.
slam(computer vision)에서의 활용
slam 패키지 중에서 dso slam 의 경우, orb slam과 유사한 데이터 셋을 요구하지만, photometry calibration 데이터를 요구한다.
orb slam:
- 사진들
- timestamps.txt
- orbvoc.txt(공통적인 데이터로 그냥 갖다 쓴다)
- yaml 파일(카메라 변수와 calibration 정보들을 담고있다)
dso slam:
- 사진들을 압축한 파일
- time.txt(좀 더 자세한 정보를 넣어야 한다)
- camera.txt (카메라 변수와 왜곡계수)
- vignette.png ( photometry calibration의 결과물)
- pcalib.txt (gamma calibration으로 역시 photometry calibration의 결과물)
이렇듯 dso slam 사용을 위해선, photometry calibration을 추가로 해주어야만 하는 상황이다.
추가개념
방사: 중앙에서 퍼져나감,
방사선: 에너지가 공간을 이동(방사)하거나 공간을 전파하는 과정에서 생성하는 에너지의 흐름으로, 입자나 파동(물결) 형태를 띈다
중력과 기체의 차이
힘과 물질의 차이
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