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Perfekt reflektierender Diffusor (PRD)

1931
Perfekter reflektierender Diffusor in einem Labor für die Kalibrierung von Farb- und Spektralphotometern.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Der perfekt reflektierende Diffusor, auch als perfektes Weiß bekannt, ist eine theoretische, idealisierte Oberfläche, die als Referenzstandard in der Farbmetrik und Spektrophotometrie verwendet wird. Er ist definiert als eine Oberfläche, die 100 % des gesamten einfallenden Lichts bei jeder Wellenlänge des sichtbaren Spektrums reflektiert und dieses Licht perfekt diffus reflektiert (Lambertsche Reflexion), d. h. ihre Helligkeit ist aus jedem Betrachtungswinkel gleichmäßig.

Der perfekt reflektierende Diffusor (PRD) ist ein Grundpfeiler der Farbwissenschaft und dient als ultimativer Maßstab für Reflexionsgrad und Weißgrad. Definitionsgemäß beträgt sein spektraler Reflexionsgrad für alle Wellenlängen 100 %. Das bedeutet, er absorbiert kein Licht. Darüber hinaus weist er Lambert'sche Reflexion auf, d. h. die Intensität des reflektierten Lichts ist proportional zum Kosinus des Winkels zwischen der Blickrichtung des Betrachters und der Oberflächennormalen. Dadurch erscheint die Oberfläche unabhängig vom Betrachtungswinkel gleich hell. Im CIE-XYZ-Farbraum hätte ein PRD, der mit einer energiegleichen Normlichtart (Normallichtart E) beleuchtet wird, die Farbwerte X = Y = Z = 100 und die Farbkoordinaten x = y = z = 1/3. Unter jeder Standardnormlichtart entsprechen seine Farbwerte numerisch denen der Normlichtart selbst. Zum Beispiel unter der CIE-Normallichtart D65Sein Y-Wert beträgt 100, und seine Farbortkoordinaten (x, y) entsprechen denen von D65. Per Definition hat ein PRD einen CIE-Weißheitsindex von 100. Obwohl ein echtes PRD physikalisch nicht realisierbar ist, werden Materialien wie gepresstes Bariumsulfat (BaSO4)-Pulver, Polytetrafluorethylen (PTFE oder Teflon) und verschiedene kommerzielle Materialien wie Spectralon als praktische physikalische Standards verwendet, die seine Eigenschaften gut nachbilden, wobei die Reflexionsgrade im gesamten sichtbaren Spektrum oft 99 % übersteigen.

UNESCO Nomenclature: 2209
- Optik

Typ

Abstraktes System

Störung

Grundlegendes

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Lambertsches Kosinusgesetz (1760)
  • Entwicklung der Photometrie und Radiometrie
  • Festlegung des CIE-Farbraums 1931
  • Bedarf an einem universellen Standard für Reflexionsmessungen

Anwendungen

  • Kalibrierung von Spektralphotometern und Kolorimetern
  • Referenzweiß in Farbmanagementsystemen
  • theoretische Grundlage für Weißheitsindizes (z.B. CIE-Weißgrad = 100 für einen PRD)
  • Computergrafik zur Definition einer perfekt weißen, matten Oberfläche
  • Materialwissenschaft zur Bewertung des Reflexionsvermögens realer Materialien

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • Entwicklung ultraweißer Farben zur passiven Strahlungskühlung von Gebäuden
  • Herstellung äußerst langlebiger und reinigungsfähiger Kalibrierkacheln für industrielle Kolorimeter
  • Erweiterte Rendering-Algorithmen in CGI, die PRD als Basis für Materialeigenschaften verwenden
  • Metamaterialien, die für eine nahezu perfekte diffuse Reflexion entwickelt wurden
  • tragbare Kalibrierkits für die feldbasierte Spektrometrie
  • Raumfahrzeugbeschichtungen, die PRD-Eigenschaften für die Wärmekontrolle annähern
  • Referenzziele für die Kalibrierung von Fernerkundungs- und Satellitenbildern
  • new polymers with embedded microstructures that mimic lambertian Streuung
  • standardized digital prd data for virtual reality and Augmented Reality environments
  • Qualitätskontrollstandards für die Herstellung hochreflektierender Materialien
Verwandt mit: Perfekt reflektierender Diffusor, PRD, Referenzweiß, Farbmetrik, Spektralfotometrie, lambertscher Reflexionsgrad, CIE, Kalibrierungsstandard, Reflexionsgrad, ideale Oberfläche.

Historischer Kontext

Perfekt reflektierender Diffusor (PRD)

1930
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1931
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1936-01-01
1938
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1933
1937
1940

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

10. Jahr Jubiläum

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