あやしい水槽

海水魚 サンゴ 海藻  あやしい記事とピンボケ写真.そして誤字脱字...

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水槽と照明 その16 海中の光スペクトル(AM1.5) 

前回の記事で求めた海中の光スペクトルをもう少し詳しく
調べてみたいと思います.

1.海中の光スペクトル
このグラフで海中の深度毎の光スペクトルの絶対値を求めましたが,
規格化して再度表示しなおしました.
海水中の光スペクトル
深度が深くなると,海水の吸収・散乱によって光が減衰して,
特に吸収係数が大きい波長領域では光は到達できません.
太陽光のピーク波長であり,海水の吸収係数が最も小さい
495nm辺りの光をピークとした分布になります.

深度が5m程に達すると,かなり光スペクトルの幅は
限定されています.いわゆる深場もののサンゴには
この限定された光のみが照射されているということでしょうか.



上のグラフでは正しい色が表現できていませんが,
ちょうどシアンの色が海中深くまで到達するようです.
まさにエメラルド色といった表現がぴったりですね.

ところでこのシアンは,通常の白色LEDではちょうど弱い領域です.
この計算から得た海中の光スペクトルを再現できるLEDランプは,
残念ながらアクアランプ市場には出回っていません.
LEDランプを熱心に検討されてる1.023worldのエイジさんなら
スペシャルLEDの組合せで成し遂げてくれるかも(^^

アクアリウム用ランプの色味のバラエティとして,
海中深度毎の光スペクトルに対応したものが
商品化されたら面白いかも知れません.
例えば「深度5mモデル」とか.


2.海中の光の色度
先の光スペクトルから人間にはどんな色に見えるか
xy色度上に示してみました.

海面(深度0m)では太陽光のスペクトル(AM1.5)そのものですので,
おおよそ5500Kを基点として,深度が深くなると.ピーク波長495nmを
目指してグラフ上で線が伸びて行きます.
海水中の光の色度
xy色度図から見て取れるように,海中の光の色は
黒体軌跡から完全に外れています.このことから
すくなくともAM1.5の太陽光とした場合では,
海中の色は色温度では全く表現できないもので
あることが分かりました.
これはかなり意外な結果です.


3.深度毎の色の変化
xy色度から得た色を深度毎に並べて表示させてみました.
縦方向は深度で,横方法は明るさです.
深度が深くなるとエメラルド色が段々と濃くなっていきます.
海水中の光の色
xy色度図では明るさ度合いは表現できません.そこで
xy色度図から得た色を横方向に明るさを変えています.
中央を境に左側がガンマ値を変えて,右側は明度を
変えて表現しています.ただ中央でのつながり具合が
今一です.

実際の海中では,深度が深くなると光が届かなくなって,
光強度が低下します.そこで,図中に斜めに→で示すように,
深度が浅い場合では図中左側の明るところ,深度が深い場合には
図中左側のような暗いところで表現される色のイメージになります.


今回の検討は太陽光のスペクトルをAM1.5(エアマス)として
得たものです.AM1.5については前の記事をご参照ください.


次回は,海中の照度とPPFD(PAR)について検討したいと思います.
あと,しかぱっちさんからリクエストして頂いている
クアトロン(4原色)についても検討中です.


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水槽と照明 その15 太陽光のスペクトル
水槽と照明 その14 色温度(後編)
水槽と照明 その13 色温度(前編)
水槽と照明 その12 メタハラとLEDの比較
水槽と照明 その11 メタハラとLEDの色度
水槽と照明 その10 光合成光量子束密度(PPFD) の単位変換
水槽と照明 その9 光源色の可視化
水槽と照明 その8 LED照明の光合成光量子束密度(PPFD)
水槽と照明 その7 事例(4)
水槽と照明 その7 事例(3)
水槽と照明 その7 事例(2)
水槽と照明 その7 事例(1)
水槽と照明 その6 側面ガラスの反射光
水槽と照明 その5 蛍光灯照明のモデリング
水槽と照明 その4 メタハラの特性
水槽と照明 その3 ガラス蓋と光損失
水槽と照明 その2 光線追跡
水槽と照明 その1 海水の光の吸収
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