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Lichtfrequenz in RGB konvertieren?

Kennt jemand eine Formel zum Umwandeln einer Lichtfrequenz in einen RGB-Wert?

112
Shaul Behr

Hier finden Sie eine detaillierte Erklärung des gesamten Konvertierungsprozesses: http://www.fourmilab.ch/documents/specrend/ . Quellcode enthalten!

39
Stephen Mesa

Für faule Leute (wie ich) ist hier eine Implementierung in Java des in @ user151323s Antwort gefundenen Codes (das ist nur eine einfache Übersetzung von Pascal-Code aus Spectra Lab Report ):

static private double Gamma = 0.80;
static private double IntensityMax = 255;

/** Taken from Earl F. Glynn's web page:
* <a href="http://www.efg2.com/Lab/ScienceAndEngineering/Spectra.htm">Spectra Lab Report</a>
* */
public static int[] waveLengthToRGB(double Wavelength){
    double factor;
    double Red,Green,Blue;

    if((Wavelength >= 380) && (Wavelength<440)){
        Red = -(Wavelength - 440) / (440 - 380);
        Green = 0.0;
        Blue = 1.0;
    }else if((Wavelength >= 440) && (Wavelength<490)){
        Red = 0.0;
        Green = (Wavelength - 440) / (490 - 440);
        Blue = 1.0;
    }else if((Wavelength >= 490) && (Wavelength<510)){
        Red = 0.0;
        Green = 1.0;
        Blue = -(Wavelength - 510) / (510 - 490);
    }else if((Wavelength >= 510) && (Wavelength<580)){
        Red = (Wavelength - 510) / (580 - 510);
        Green = 1.0;
        Blue = 0.0;
    }else if((Wavelength >= 580) && (Wavelength<645)){
        Red = 1.0;
        Green = -(Wavelength - 645) / (645 - 580);
        Blue = 0.0;
    }else if((Wavelength >= 645) && (Wavelength<781)){
        Red = 1.0;
        Green = 0.0;
        Blue = 0.0;
    }else{
        Red = 0.0;
        Green = 0.0;
        Blue = 0.0;
    };

    // Let the intensity fall off near the vision limits

    if((Wavelength >= 380) && (Wavelength<420)){
        factor = 0.3 + 0.7*(Wavelength - 380) / (420 - 380);
    }else if((Wavelength >= 420) && (Wavelength<701)){
        factor = 1.0;
    }else if((Wavelength >= 701) && (Wavelength<781)){
        factor = 0.3 + 0.7*(780 - Wavelength) / (780 - 700);
    }else{
        factor = 0.0;
    };


    int[] rgb = new int[3];

    // Don't want 0^x = 1 for x <> 0
    rgb[0] = Red==0.0 ? 0 : (int) Math.round(IntensityMax * Math.pow(Red * factor, Gamma));
    rgb[1] = Green==0.0 ? 0 : (int) Math.round(IntensityMax * Math.pow(Green * factor, Gamma));
    rgb[2] = Blue==0.0 ? 0 : (int) Math.round(IntensityMax * Math.pow(Blue * factor, Gamma));

    return rgb;
}

Übrigens funktioniert das gut für mich.

25
Tarc

Grund Idee:

  1. Verwenden Sie CEI-Farbanpassungsfunktionen , um die Wellenlänge in XYZ-Farbe umzuwandeln.
  2. Konvertieren Sie XYZ in RGB
  3. Beschneiden Sie die Komponenten mit [0..1] und multiplizieren Sie sie mit 255, um sie in den vorzeichenlosen Byte-Bereich einzupassen.

Die Schritte 1 und 2 können variieren.

Es gibt verschiedene Farbanpassungsfunktionen, die als Tabellen oder als analytische Näherungswerte (vorgeschlagen von @Tarc und @Haochen Xie) verfügbar sind. Tabellen sind am besten geeignet, wenn Sie ein reibungsloses Ergebnis benötigen.

Es gibt keinen einzelnen RGB-Farbraum. Mehrfachtransformationsmatrizen und verschiedene Arten der Gammakorrektur können verwendet werden.

Unten ist der C # -Code, den ich mir kürzlich ausgedacht habe. Es wird eine lineare Interpolation über die Tabelle "CIE 1964 Standard Observer" und sRGB-Matrix + Gammakorrektur verwendet.

static class RgbCalculator {

    const int
         LEN_MIN = 380,
         LEN_MAX = 780,
         LEN_STEP = 5;

    static readonly double[]
        X = {
                0.000160, 0.000662, 0.002362, 0.007242, 0.019110, 0.043400, 0.084736, 0.140638, 0.204492, 0.264737,
                0.314679, 0.357719, 0.383734, 0.386726, 0.370702, 0.342957, 0.302273, 0.254085, 0.195618, 0.132349,
                0.080507, 0.041072, 0.016172, 0.005132, 0.003816, 0.015444, 0.037465, 0.071358, 0.117749, 0.172953,
                0.236491, 0.304213, 0.376772, 0.451584, 0.529826, 0.616053, 0.705224, 0.793832, 0.878655, 0.951162,
                1.014160, 1.074300, 1.118520, 1.134300, 1.123990, 1.089100, 1.030480, 0.950740, 0.856297, 0.754930,
                0.647467, 0.535110, 0.431567, 0.343690, 0.268329, 0.204300, 0.152568, 0.112210, 0.081261, 0.057930,
                0.040851, 0.028623, 0.019941, 0.013842, 0.009577, 0.006605, 0.004553, 0.003145, 0.002175, 0.001506,
                0.001045, 0.000727, 0.000508, 0.000356, 0.000251, 0.000178, 0.000126, 0.000090, 0.000065, 0.000046,
                0.000033
            },

        Y = {
                0.000017, 0.000072, 0.000253, 0.000769, 0.002004, 0.004509, 0.008756, 0.014456, 0.021391, 0.029497,
                0.038676, 0.049602, 0.062077, 0.074704, 0.089456, 0.106256, 0.128201, 0.152761, 0.185190, 0.219940,
                0.253589, 0.297665, 0.339133, 0.395379, 0.460777, 0.531360, 0.606741, 0.685660, 0.761757, 0.823330,
                0.875211, 0.923810, 0.961988, 0.982200, 0.991761, 0.999110, 0.997340, 0.982380, 0.955552, 0.915175,
                0.868934, 0.825623, 0.777405, 0.720353, 0.658341, 0.593878, 0.527963, 0.461834, 0.398057, 0.339554,
                0.283493, 0.228254, 0.179828, 0.140211, 0.107633, 0.081187, 0.060281, 0.044096, 0.031800, 0.022602,
                0.015905, 0.011130, 0.007749, 0.005375, 0.003718, 0.002565, 0.001768, 0.001222, 0.000846, 0.000586,
                0.000407, 0.000284, 0.000199, 0.000140, 0.000098, 0.000070, 0.000050, 0.000036, 0.000025, 0.000018,
                0.000013
            },

        Z = {
                0.000705, 0.002928, 0.010482, 0.032344, 0.086011, 0.197120, 0.389366, 0.656760, 0.972542, 1.282500,
                1.553480, 1.798500, 1.967280, 2.027300, 1.994800, 1.900700, 1.745370, 1.554900, 1.317560, 1.030200,
                0.772125, 0.570060, 0.415254, 0.302356, 0.218502, 0.159249, 0.112044, 0.082248, 0.060709, 0.043050,
                0.030451, 0.020584, 0.013676, 0.007918, 0.003988, 0.001091, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000,
                0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000,
                0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000,
                0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000,
                0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000,
                0.000000
            };

    static readonly double[]
        MATRIX_SRGB_D65 = {
             3.2404542, -1.5371385, -0.4985314,
            -0.9692660,  1.8760108,  0.0415560,
             0.0556434, -0.2040259,  1.0572252
        };

    public static byte[] Calc(double len) {
        if(len < LEN_MIN || len > LEN_MAX)
            return new byte[3];

        len -= LEN_MIN;
        var index = (int)Math.Floor(len / LEN_STEP);
        var offset = len - LEN_STEP * index;

        var x = Interpolate(X, index, offset);
        var y = Interpolate(Y, index, offset);
        var z = Interpolate(Z, index, offset);

        var m = MATRIX_SRGB_D65;

        var r = m[0] * x + m[1] * y + m[2] * z;
        var g = m[3] * x + m[4] * y + m[5] * z;
        var b = m[6] * x + m[7] * y + m[8] * z;

        r = Clip(GammaCorrect_sRGB(r));
        g = Clip(GammaCorrect_sRGB(g));
        b = Clip(GammaCorrect_sRGB(b));

        return new[] { 
            (byte)(255 * r),
            (byte)(255 * g),
            (byte)(255 * b)
        };
    }

    static double Interpolate(double[] values, int index, double offset) {
        if(offset == 0)
            return values[index];

        var x0 = index * LEN_STEP;
        var x1 = x0 + LEN_STEP;
        var y0 = values[index];
        var y1 = values[1 + index];

        return y0 + offset * (y1 - y0) / (x1 - x0);
    }

    static double GammaCorrect_sRGB(double c) {
        if(c <= 0.0031308)
            return 12.92 * c;

        var a = 0.055;
        return (1 + a) * Math.Pow(c, 1 / 2.4) - a;
    }

    static double Clip(double c) {
        if(c < 0)
            return 0;
        if(c > 1)
            return 1;
        return c;
    }
}

Ergebnis für den 400-700 nm Bereich:

enter image description here

13
amartynov

Obwohl dies eine alte Frage ist und bereits eine Handvoll guter Antworten erhält, war ich bei dem Versuch, eine solche Konvertierungsfunktion in meine Anwendung zu implementieren, mit den hier bereits aufgeführten Algorithmen nicht zufrieden und habe meine eigenen Untersuchungen durchgeführt, die mir einige gute Ergebnisse brachten. Also werde ich eine neue Antwort posten.

Nach einigen Recherchen bin ich auf diese Arbeit gestoßen: Einfache analytische Annäherungen an die CIE XYZ-Farbanpassungsfunktionen , und habe versucht, den eingeführten stückweisen Gaußschen Anpassungsalgorithmus mit mehreren Keulen in meine Anwendung aufzunehmen. In dem Artikel wurden nur die Funktionen zum Konvertieren einer Wellenlänge in die entsprechenden XYZ-Werte beschrieben. Daher habe ich eine Funktion zum Konvertieren von XYZ in RGB im sRGB-Farbraum implementiert und diese kombiniert. Das Ergebnis ist fantastisch und es lohnt sich zu teilen:

/**
 * Convert a wavelength in the visible light spectrum to a RGB color value that is suitable to be displayed on a
 * monitor
 *
 * @param wavelength wavelength in nm
 * @return RGB color encoded in int. each color is represented with 8 bits and has a layout of
 * 00000000RRRRRRRRGGGGGGGGBBBBBBBB where MSB is at the leftmost
 */
public static int wavelengthToRGB(double wavelength){
    double[] xyz = cie1931WavelengthToXYZFit(wavelength);
    double[] rgb = srgbXYZ2RGB(xyz);

    int c = 0;
    c |= (((int) (rgb[0] * 0xFF)) & 0xFF) << 16;
    c |= (((int) (rgb[1] * 0xFF)) & 0xFF) << 8;
    c |= (((int) (rgb[2] * 0xFF)) & 0xFF) << 0;

    return c;
}

/**
 * Convert XYZ to RGB in the sRGB color space
 * <p>
 * The conversion matrix and color component transfer function is taken from http://www.color.org/srgb.pdf, which
 * follows the International Electrotechnical Commission standard IEC 61966-2-1 "Multimedia systems and equipment -
 * Colour measurement and management - Part 2-1: Colour management - Default RGB colour space - sRGB"
 *
 * @param xyz XYZ values in a double array in the order of X, Y, Z. each value in the range of [0.0, 1.0]
 * @return RGB values in a double array, in the order of R, G, B. each value in the range of [0.0, 1.0]
 */
public static double[] srgbXYZ2RGB(double[] xyz) {
    double x = xyz[0];
    double y = xyz[1];
    double z = xyz[2];

    double rl =  3.2406255 * x + -1.537208  * y + -0.4986286 * z;
    double gl = -0.9689307 * x +  1.8757561 * y +  0.0415175 * z;
    double bl =  0.0557101 * x + -0.2040211 * y +  1.0569959 * z;

    return new double[] {
            srgbXYZ2RGBPostprocess(rl),
            srgbXYZ2RGBPostprocess(gl),
            srgbXYZ2RGBPostprocess(bl)
    };
}

/**
 * helper function for {@link #srgbXYZ2RGB(double[])}
 */
private static double srgbXYZ2RGBPostprocess(double c) {
    // clip if c is out of range
    c = c > 1 ? 1 : (c < 0 ? 0 : c);

    // apply the color component transfer function
    c = c <= 0.0031308 ? c * 12.92 : 1.055 * Math.pow(c, 1. / 2.4) - 0.055;

    return c;
}

/**
 * A multi-lobe, piecewise Gaussian fit of CIE 1931 XYZ Color Matching Functions by Wyman el al. from Nvidia. The
 * code here is adopted from the Listing 1 of the paper authored by Wyman et al.
 * <p>
 * Reference: Chris Wyman, Peter-Pike Sloan, and Peter Shirley, Simple Analytic Approximations to the CIE XYZ Color
 * Matching Functions, Journal of Computer Graphics Techniques (JCGT), vol. 2, no. 2, 1-11, 2013.
 *
 * @param wavelength wavelength in nm
 * @return XYZ in a double array in the order of X, Y, Z. each value in the range of [0.0, 1.0]
 */
public static double[] cie1931WavelengthToXYZFit(double wavelength) {
    double wave = wavelength;

    double x;
    {
        double t1 = (wave - 442.0) * ((wave < 442.0) ? 0.0624 : 0.0374);
        double t2 = (wave - 599.8) * ((wave < 599.8) ? 0.0264 : 0.0323);
        double t3 = (wave - 501.1) * ((wave < 501.1) ? 0.0490 : 0.0382);

        x =   0.362 * Math.exp(-0.5 * t1 * t1)
            + 1.056 * Math.exp(-0.5 * t2 * t2)
            - 0.065 * Math.exp(-0.5 * t3 * t3);
    }

    double y;
    {
        double t1 = (wave - 568.8) * ((wave < 568.8) ? 0.0213 : 0.0247);
        double t2 = (wave - 530.9) * ((wave < 530.9) ? 0.0613 : 0.0322);

        y =   0.821 * Math.exp(-0.5 * t1 * t1)
            + 0.286 * Math.exp(-0.5 * t2 * t2);
    }

    double z;
    {
        double t1 = (wave - 437.0) * ((wave < 437.0) ? 0.0845 : 0.0278);
        double t2 = (wave - 459.0) * ((wave < 459.0) ? 0.0385 : 0.0725);

        z =   1.217 * Math.exp(-0.5 * t1 * t1)
            + 0.681 * Math.exp(-0.5 * t2 * t2);
    }

    return new double[] { x, y, z };
}

mein Code ist in Java 8 geschrieben, aber es sollte nicht schwer sein, ihn auf niedrigere Versionen von Java und anderen Sprachen zu portieren.

10
Haochen Xie

Sie sprechen von der Konvertierung von Wellenlänge in einen RGB-Wert.

Schau mal hier, werde wohl deine Frage beantworten. Sie haben ein Hilfsprogramm, um dies mit dem Quellcode sowie einige Erklärungen zu tun.

WaveLengthToRGB

7
user151323

Ich schätze, ich könnte meinen Kommentar genauso gut mit einer formellen Antwort ergänzen. Die beste Option ist die Verwendung von HSV-Farbraum - obwohl der Farbton die Wellenlänge darstellt, handelt es sich nicht um einen Eins-zu-Eins-Vergleich.

3
whatnick

Ich habe eine lineare Anpassung bekannter Farbtonwerte und Frequenzen durchgeführt (Rot und Violett werden ausgeblendet, weil sie sich in den Frequenzwerten so weit erstrecken, dass sie die Dinge ein wenig verzerren), und ich habe eine grobe Umrechnungsgleichung erhalten.

Es geht so
Frequenz (in THz) = 474 + (3/4) (Farbtonwinkel (in Grad))

Ich habe versucht, mich umzusehen und festzustellen, ob jemand diese Gleichung gefunden hat, aber ich habe bis Mai 2010 nichts gefunden.

3
David Elm

Methode 1

Dies ist eine etwas bereinigte und getestete C++ 11-Version von @ haochen-xie. Ich habe auch eine Funktion hinzugefügt, die den Wert 0 in 1 in eine Wellenlänge im sichtbaren Spektrum umwandelt, die mit dieser Methode verwendet werden kann. Sie können es einfach in eine Header-Datei einfügen und ohne Abhängigkeiten verwenden. Diese Version wird beibehalten hier .

#ifndef common_utils_OnlineStats_hpp
#define common_utils_OnlineStats_hpp

namespace common_utils {

class ColorUtils {
public:

    static void valToRGB(double val0To1, unsigned char& r, unsigned char& g, unsigned char& b)
    {
        //actual visible spectrum is 375 to 725 but outside of 400-700 things become too dark
        wavelengthToRGB(val0To1 * (700 - 400) + 400, r, g, b);
    }

    /**
    * Convert a wavelength in the visible light spectrum to a RGB color value that is suitable to be displayed on a
    * monitor
    *
    * @param wavelength wavelength in nm
    * @return RGB color encoded in int. each color is represented with 8 bits and has a layout of
    * 00000000RRRRRRRRGGGGGGGGBBBBBBBB where MSB is at the leftmost
    */
    static void wavelengthToRGB(double wavelength, unsigned char& r, unsigned char& g, unsigned char& b) {
        double x, y, z;
        cie1931WavelengthToXYZFit(wavelength, x, y, z);
        double dr, dg, db;
        srgbXYZ2RGB(x, y, z, dr, dg, db);

        r = static_cast<unsigned char>(static_cast<int>(dr * 0xFF) & 0xFF);
        g = static_cast<unsigned char>(static_cast<int>(dg * 0xFF) & 0xFF);
        b = static_cast<unsigned char>(static_cast<int>(db * 0xFF) & 0xFF);
    }

    /**
    * Convert XYZ to RGB in the sRGB color space
    * <p>
    * The conversion matrix and color component transfer function is taken from http://www.color.org/srgb.pdf, which
    * follows the International Electrotechnical Commission standard IEC 61966-2-1 "Multimedia systems and equipment -
    * Colour measurement and management - Part 2-1: Colour management - Default RGB colour space - sRGB"
    *
    * @param xyz XYZ values in a double array in the order of X, Y, Z. each value in the range of [0.0, 1.0]
    * @return RGB values in a double array, in the order of R, G, B. each value in the range of [0.0, 1.0]
    */
    static void srgbXYZ2RGB(double x, double y, double z, double& r, double& g, double& b) {
        double rl = 3.2406255 * x + -1.537208  * y + -0.4986286 * z;
        double gl = -0.9689307 * x + 1.8757561 * y + 0.0415175 * z;
        double bl = 0.0557101 * x + -0.2040211 * y + 1.0569959 * z;

        r = srgbXYZ2RGBPostprocess(rl);
        g = srgbXYZ2RGBPostprocess(gl);
        b = srgbXYZ2RGBPostprocess(bl);
    }

    /**
    * helper function for {@link #srgbXYZ2RGB(double[])}
    */
    static double srgbXYZ2RGBPostprocess(double c) {
        // clip if c is out of range
        c = c > 1 ? 1 : (c < 0 ? 0 : c);

        // apply the color component transfer function
        c = c <= 0.0031308 ? c * 12.92 : 1.055 * std::pow(c, 1. / 2.4) - 0.055;

        return c;
    }

    /**
    * A multi-lobe, piecewise Gaussian fit of CIE 1931 XYZ Color Matching Functions by Wyman el al. from Nvidia. The
    * code here is adopted from the Listing 1 of the paper authored by Wyman et al.
    * <p>
    * Reference: Chris Wyman, Peter-Pike Sloan, and Peter Shirley, Simple Analytic Approximations to the CIE XYZ Color
    * Matching Functions, Journal of Computer Graphics Techniques (JCGT), vol. 2, no. 2, 1-11, 2013.
    *
    * @param wavelength wavelength in nm
    * @return XYZ in a double array in the order of X, Y, Z. each value in the range of [0.0, 1.0]
    */
    static void cie1931WavelengthToXYZFit(double wavelength, double& x, double& y, double& z) {
        double wave = wavelength;

        {
            double t1 = (wave - 442.0) * ((wave < 442.0) ? 0.0624 : 0.0374);
            double t2 = (wave - 599.8) * ((wave < 599.8) ? 0.0264 : 0.0323);
            double t3 = (wave - 501.1) * ((wave < 501.1) ? 0.0490 : 0.0382);

            x = 0.362 * std::exp(-0.5 * t1 * t1)
                + 1.056 * std::exp(-0.5 * t2 * t2)
                - 0.065 * std::exp(-0.5 * t3 * t3);
        }

        {
            double t1 = (wave - 568.8) * ((wave < 568.8) ? 0.0213 : 0.0247);
            double t2 = (wave - 530.9) * ((wave < 530.9) ? 0.0613 : 0.0322);

            y = 0.821 * std::exp(-0.5 * t1 * t1)
                + 0.286 * std::exp(-0.5 * t2 * t2);
        }

        {
            double t1 = (wave - 437.0) * ((wave < 437.0) ? 0.0845 : 0.0278);
            double t2 = (wave - 459.0) * ((wave < 459.0) ? 0.0385 : 0.0725);

            z = 1.217 * std::exp(-0.5 * t1 * t1)
                + 0.681 * std::exp(-0.5 * t2 * t2);
        }
    }

};

} //namespace

#endif

Die Farbdarstellung von 375nm bis 725nm sieht wie folgt aus:

enter image description here

Ein Problem bei dieser Methode ist die Tatsache, dass sie nur zwischen 400-700 nm funktioniert und außerhalb davon stark in Schwarz übergeht. Ein weiteres Problem ist schmaler blau.

Zum Vergleich sehen Sie unten die Farben von Vision FAQ bei maxmax.com:

enter image description here

Ich habe dies verwendet, um eine Tiefenkarte zu visualisieren, bei der jedes Pixel den Tiefenwert in Metern darstellt. Dies sieht folgendermaßen aus:

enter image description here

Methode 2

Dies wird als Teil der bitmap_image Single-File-Header-Only-Bibliothek von Aeash Partow implementiert:

inline rgb_t convert_wave_length_nm_to_rgb(const double wave_length_nm)
{
   // Credits: Dan Bruton http://www.physics.sfasu.edu/astro/color.html
   double red   = 0.0;
   double green = 0.0;
   double blue  = 0.0;

   if ((380.0 <= wave_length_nm) && (wave_length_nm <= 439.0))
   {
      red   = -(wave_length_nm - 440.0) / (440.0 - 380.0);
      green = 0.0;
      blue  = 1.0;
   }
   else if ((440.0 <= wave_length_nm) && (wave_length_nm <= 489.0))
   {
      red   = 0.0;
      green = (wave_length_nm - 440.0) / (490.0 - 440.0);
      blue  = 1.0;
   }
   else if ((490.0 <= wave_length_nm) && (wave_length_nm <= 509.0))
   {
      red   = 0.0;
      green = 1.0;
      blue  = -(wave_length_nm - 510.0) / (510.0 - 490.0);
   }
   else if ((510.0 <= wave_length_nm) && (wave_length_nm <= 579.0))
   {
      red   = (wave_length_nm - 510.0) / (580.0 - 510.0);
      green = 1.0;
      blue  = 0.0;
   }
   else if ((580.0 <= wave_length_nm) && (wave_length_nm <= 644.0))
   {
      red   = 1.0;
      green = -(wave_length_nm - 645.0) / (645.0 - 580.0);
      blue  = 0.0;
   }
   else if ((645.0 <= wave_length_nm) && (wave_length_nm <= 780.0))
   {
      red   = 1.0;
      green = 0.0;
      blue  = 0.0;
   }

   double factor = 0.0;

   if ((380.0 <= wave_length_nm) && (wave_length_nm <= 419.0))
      factor = 0.3 + 0.7 * (wave_length_nm - 380.0) / (420.0 - 380.0);
   else if ((420.0 <= wave_length_nm) && (wave_length_nm <= 700.0))
      factor = 1.0;
   else if ((701.0 <= wave_length_nm) && (wave_length_nm <= 780.0))
      factor = 0.3 + 0.7 * (780.0 - wave_length_nm) / (780.0 - 700.0);
   else
      factor = 0.0;

   rgb_t result;

   const double gamma         =   0.8;
   const double intensity_max = 255.0;

   #define round(d) std::floor(d + 0.5)

   result.red   = static_cast<unsigned char>((red   == 0.0) ? red   : round(intensity_max * std::pow(red   * factor, gamma)));
   result.green = static_cast<unsigned char>((green == 0.0) ? green : round(intensity_max * std::pow(green * factor, gamma)));
   result.blue  = static_cast<unsigned char>((blue  == 0.0) ? blue  : round(intensity_max * std::pow(blue  * factor, gamma)));

   #undef round

   return result;
}

Die Darstellung der Wellenlänge von 375-725 nm sieht wie folgt aus:

enter image description here

Das ist also in 400-725nm besser verwendbar. Wenn ich dieselbe Tiefenkarte wie in Methode 1 visualisiere, sehe ich Folgendes. Es gibt ein offensichtliches Problem dieser schwarzen Linien, die meiner Meinung nach auf einen geringfügigen Fehler in diesem Code hinweisen, auf den ich nicht näher eingegangen bin. Auch Veilchen sind bei dieser Methode etwas schmaler, was für weit entfernte Objekte weniger Kontrast verursacht.

enter image description here

2
Shital Shah