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Gigahertz pris, les progrès continuent

Pourtant, la durée de vie du processeur était plus amusante. Il y a environ un quart de siècle, l'humanité a franchi la barrière des 1 kHz, et cette dimension a disparu du lexique des processeurs. La "puissance" du processeur a commencé à être calculée en fréquence d'horloge mégahertz (ce qui, à proprement parler, est faux). Il y a trois ans, chaque pas de 100 MHz pour augmenter la fréquence d'horloge était célébré comme un véritable événement: avec une longue préparation de l'artillerie marketing, des présentations technologiques et, au final, une célébration de la vie. C'était approximativement jusqu'à ce que la fréquence des processeurs "de bureau" atteigne 600 MHz (lorsque l'homonyme Mercedes a été mentionné en vain dans chaque publication), et 0,18 microns est devenu la principale technologie de production de puces. Puis c'est devenu "inintéressant": la fréquence d'horloge a été augmentée mensuellement, et à la fin de l'année dernière Intel a complètement "sapé" le marché de l'information en annonçant simultanément 15 nouveaux processeurs. Quinze microsensations de silicium sont tombées grumeleuses sur nos têtes, et l'esprit festif général de l'événement a été perdu en raison de la discussion sur les caractéristiques de chaque puce présentée. Il n'est donc pas surprenant que les deux principaux fabricants de processeurs PC (Intel et AMD) aient surmonté la barre de 1 GHz avec trop de désinvolture, prétendant que rien de spécial ne s'était produit. Dans le tas de commentaires sur Internet est tombé sur une seule comparaison prétentieuse avec le franchissement du mur du son, et donc - pas de feux d'artifice et de champagne. C'est compréhensible: les plans des développeurs ont longtemps été orientés vers l'espace gigahertz. Nous verrons le cristal Intel Willamette avec une fréquence d'horloge de 1,3-1,5 GHz au second semestre de cette année, et nous parlerons des caractéristiques de l'architecture, et non des cycles par seconde.

Dans ma mémoire, on parlait activement du gigahertz chéri il y a encore plus d'un an, quand par une chaude matinée californienne de l'hiver 1999, Albert Yu a fait la démonstration du Pentium III 0,25 microns, fonctionnant à une fréquence de 1002 MHz. Sous les applaudissements généraux du public, on a en quelque sorte oublié que cette démonstration ressemblait à un truc. Plus tard, il s'est avéré que le processeur était "overclocké" dans une installation cryogénique. Il existe même des preuves indirectes que le réfrigérateur était une installation de série KryoTech. D'une manière ou d'une autre, ils ont oublié le gigahertz pendant un an, bien que les processeurs se soient suffisamment rapprochés de cette fréquence. Il est curieux qu'à l'hiver 2000, le président du conseil d'administration d'Intel, le légendaire Andy Grove, avec l'aide d'Albert Yu, répète à nouveau le truc éprouvé d'Intel. Lors du forum IDF Spring'2000, il a présenté un échantillon test du processeur Intel Willamette fonctionnant à une fréquence d'horloge de 1,5 GHz. Un milliard et demi de cycles par seconde - le tout à température ambiante! Il est gratifiant que la Willamette soit également un microprocesseur avec une nouvelle architecture, et pas seulement un Pentium III légèrement amélioré. Mais plus à ce sujet ci-dessous.

AMD a déjà son propre gigahertz marketing depuis longtemps. La société coopère officiellement avec les "seigneurs du froid" de KryoTech, et l'Athlon s'est avéré être un processeur assez prometteur pour l'overclocking dans des conditions de refroidissement extrêmes. Une solution gigahertz basée sur un Athlon refroidi 850 MHz était disponible à la vente en janvier.

La situation commerciale s'est quelque peu aggravée lorsque AMD a commencé à expédier des quantités limitées de processeurs Athlon 1 GHz à température ambiante début mars. Il n'y avait rien à faire, et Intel a dû sortir l'as de sa manche - Pentium III (Coppermine) 1 GHz. Bien que la sortie de ce dernier était prévue pour la seconde moitié de l'année. Mais ce n'est un secret pour personne que franchir la barrière du gigahertz est prématuré pour AMD et Intel. Mais ils voulaient tellement être les premiers. Vous pouvez difficilement envier les deux sociétés respectables qui tournent autour de la seule chaise avec le numéro 1 et attendent avec horreur que la musique s'arrête. AMD a juste réussi à s'asseoir en premier - et cela ne veut rien dire d'autre. Comme en cosmonautique: les humains ont été les premiers à être lancés en URSS, et les «seconds» Américains ont commencé à voler plus souvent (et moins cher). Et vice versa: ils sont sur la lune, et nous avons dit "fi", et tout l'enthousiasme a disparu. Cependant, la course à la vitesse d'horloge a longtemps eu une expérience purement marketing: les gens, comme vous le savez, ont tendance à acheter des mégahertz, pas des indices de performance. La fréquence d'horloge du processeur, comme auparavant, est une question de prestige et un indicateur bourgeois de la sophistication d'un ordinateur.

Un autre acteur en pleine croissance sur le marché des microprocesseurs - la société taïwanaise VIA a présenté il y a un mois officiellement son premier-né. Le microprocesseur, anciennement nommé Joshua, prit le nom très original de Cyrix III et commença à concurrencer le Celeron par en bas, dans le créneau des ordinateurs les moins chers. Bien sûr, l'année prochaine il ne verra pas la fréquence en gigahertz comme ses oreilles, mais cette puce "desktop" est intéressante par le fait même de son existence dans un environnement hostile.

Dans cette revue, comme toujours, nous nous concentrerons sur les nouveaux produits et plans des principaux développeurs de microprocesseurs pour PC, qu'ils aient ou non franchi la barrière électorale du gigahertz.

Intel Willamette - Nouvelle architecture de puce 32 bits

32 bits processeur Intel nom de code Willamette (du nom de la rivière Oregon longue de 306 km) sera commercialisé au second semestre de cette année. Basé sur une nouvelle architecture, il deviendra le plus processeur puissant Intel pour les ordinateurs de bureau, et sa fréquence de départ sera nettement supérieure à 1 GHz (1,3-1,5 GHz attendus). Nous expédions des échantillons de test du processeur aux OEM depuis près de deux mois. Le chipset Willamette porte le nom de code Tehama.

Que cache le mystérieux terme de «nouvelle architecture»? Pour commencer - prise en charge d'une fréquence d'horloge externe de 400 MHz (c'est-à-dire la fréquence du bus système). C'est trois fois plus rapide que les 133 MHz tant vantés pris en charge par les processeurs de classe Pentium III actuels. En fait, 400 MHz est la fréquence résultante: c'est-à-dire que le bus a une fréquence de 100 MHz, mais est capable de transmettre quatre morceaux de données par cycle, ce qui correspond à un analogique de 400 MHz. Le bus utilisera un protocole de communication similaire à celui du bus P6. Le taux de transfert de ce bus synchrone 64 bits est de 3,2 Go / s. A titre de comparaison: le bus GTL + 133 MHz (celui utilisé par les Pentium III modernes) a une bande passante d'un peu plus de 1 Go / s.

La deuxième particularité de Willamette est la prise en charge de SSE-2 (Streaming SIMD Extensions 2). Il s'agit d'un ensemble de 144 nouvelles instructions pour optimiser vos applications vidéo, de cryptage et Internet. SSE-2, bien sûr, est compatible avec SSE, d'abord implémenté dans les processeurs Pentium III. Par conséquent, Willamette pourra utiliser avec succès des centaines d'applications développées avec SSE à l'esprit. Willamette lui-même utilise des registres XMM 128 bits pour prendre en charge les calculs d'entiers et les opérations en virgule flottante. Sans entrer dans les détails, la tâche de SSE2 est de compenser le bloc à virgule flottante qui n'est pas le plus solide du marché. Dans le cas de la prise en charge de SSE2 par des éditeurs de logiciels tiers (Microsoft à deux mains «pour»), personne ne remarquera la substitution dans un contexte de croissance de la productivité.

Et enfin, la troisième caractéristique clé de la Willamette est un pipelining plus profond. Au lieu de 10 étapes, 20 sont maintenant utilisées, ce qui peut augmenter considérablement les performances globales lors du traitement de certaines applications mathématiques complexes et augmenter la vitesse d'horloge. Certes, un pipeline «profond» est une arme à double tranchant: le temps de traitement d'une opération est fortement réduit, mais le temps de retard croissant lors du traitement d'opérations interdépendantes peut «compenser» l'augmentation de la productivité du pipeline. Pour éviter que cela ne se produise, les développeurs ont dû augmenter l'intelligence du pipeline - pour améliorer la précision de la prédiction des branches, qui dépassait 90% en moyenne. Une autre façon d'améliorer l'efficacité d'un long pipeline consiste à hiérarchiser (ordonner) les instructions dans le cache. La fonction du cache dans ce cas est d'organiser les instructions dans l'ordre dans lequel elles doivent être exécutées. C'est un peu similaire à la défragmentation d'un disque dur (uniquement à l'intérieur du cache).

Cache par cache, mais la plus grosse critique depuis longtemps a été causée par les performances du bloc de calculs entiers dans les processeurs modernes. Les capacités entières des processeurs sont particulièrement critiques lors de l'exécution d'applications bureautiques (toutes sortes de Word et Excel). D'année en année, le Pentium III et l'Athlon ont montré des gains de performances ridicules sur les calculs entiers lorsque la fréquence d'horloge était augmentée (le nombre n'était que de quelques pour cent). Willamett implémente deux modules d'opérations sur les entiers. Jusqu'à présent, ce que l'on sait d'eux, c'est que chacun est capable d'exécuter deux instructions par horloge. Cela signifie qu'à une fréquence centrale de 1,3 GHz, la fréquence entière résultante est équivalente à 2,6 GHz. Et je souligne qu'il existe deux modules de ce type. Cela vous permet d'effectuer, en fait, quatre opérations sur des nombres entiers par cycle d'horloge.

La taille du cache n'est pas mentionnée dans la spécification Willamette préliminaire d'Intel. Mais il y a des "fuites" indiquant que le cache L1 sera de 256 Ko (le Pentium II / III a 32 Ko de cache L1 - 16 Ko pour les données et 16 Ko pour les instructions). La même aura de mystère entoure la taille du cache L2. L'option la plus probable est de 512 Ko.

Le processeur Willamette, selon certaines informations, sera fourni dans les boîtiers avec une disposition matricielle de contacts pour une prise Socket-462.

AMD Athlon: démo 1,1 GHz, livraison 1 GHz

Comme si elle jouait pour la stratégie précédente de suivre le leader, la société AMD a agilement cliqué sur le nez de toute l'industrie informatique, démontrant au début de l'hiver le processeur Athlon avec une fréquence d'horloge de 1,1 GHz (plus précisément - 1116 MHz). Tout le monde a décidé qu'ils plaisantaient. Ils disent, eh bien, elle a des processeurs performants, mais tout le monde sait combien de temps s'écoule entre la démonstration et la production de masse. Mais ce n'était pas le cas: un mois plus tard, Advanced Micro Devices a commencé les livraisons en série de processeurs Athlon avec une fréquence d'horloge de 1 GHz. Et tous les doutes sur leur réelle disponibilité ont été dissipés par Compaq et Gateway, qui proposaient des systèmes d'élite basés sur ces puces. Le prix, bien sûr, n'a pas laissé une impression particulièrement agréable. Un Athlon gigahertz coûte environ 1300 $ par lots de 1000. Mais il a de très bons petits frères: Athlon 950 MHz (1000 $) et Athlon 900 MHz (900 $). Cependant, il y a peu de processeurs de ce type, donc les prix sont exorbitants.

L'Athlon 1116 MHz démontré plus tôt était remarquable en soi. Normes de conception - 0,18 microns, des connexions en cuivre sont utilisées, la génération de chaleur est normale: elle fonctionne à température ambiante avec un radiateur actif normal. Mais, comme il s'est avéré, ce n'était pas seulement Athlon ("juste" des interconnexions en aluminium), mais Athlon Professional (nom de code Thunderbird). L'apparition effective d'un tel transformateur sur le marché n'est attendue qu'au milieu de l'année (vraisemblablement en mai). Seule la fréquence sera inférieure, et cela ne coûtera pas des «gigahertz dollars», mais beaucoup moins cher.

Maintenant sur processeur Athlon on ne sait pas encore grand chose sur le cœur de Thunderbird. Il n'utilisera pas le Slot A (comme les versions Athlon modernes à partir de 500 MHz), mais un socket matriciel Socket A. Respectivement, le boîtier du processeur aura une cartouche "plate" plutôt qu'une cartouche "verticale" massive. On s'attend à ce que d'ici l'été, les processeurs basés sur le noyau Thunderbird soient publiés avec des fréquences d'horloge de 700 à 900 MHz, et gigahertz apparaîtra un peu plus tard. En général, compte tenu du taux de réduction de prix pour les nouveaux processeurs, il devient tout à fait réaliste d'acheter un ordinateur de la gamme de prix initiale basée sur Athlon 750 MHz environ d'ici la nouvelle année.

D'autre part, le processeur Spitfire, encore inopiné, reste le principal concurrent des ordinateurs bas de gamme de la gamme AMD. Il se voit attribuer le rôle de concurrent junior d'Intel Celeron. Le Spitfire sera emballé pour être installé dans une prise Socket A (alimentation - 1,5 V), et sa vitesse d'horloge pourrait atteindre 750 MHz au début de l'automne.

Les ambitions multi-gigahertz d'IBM en un coup d'œil

Alors que le monde entier se réjouit à l'ancienne de prendre un gigahertz, IBM parle d'une technologie qui permet d'ajouter des puces par gigahertz par an. On peut s'attendre à au moins 4,5 GHz avec les technologies de semi-conducteurs existantes. Ainsi, selon IBM, la technologie IPCMOS (Interlocked Pipelined CMOS) développée par celui-ci permettra dans trois ans d'assurer la production en série de puces avec une fréquence d'horloge de 3,3-4,5 GHz. Dans le même temps, la consommation d'énergie diminuera deux fois par rapport aux paramètres des processeurs modernes. L'essence de la nouvelle architecture de processeur est l'utilisation d'impulsions d'horloge distribuées. En fonction de la complexité de la tâche, l'une ou l'autre unité de processeur fonctionnera à une fréquence d'horloge supérieure ou inférieure. L'idée était à la surface: tous les processeurs modernes utilisent une fréquence d'horloge centralisée - tous les éléments du cœur, toutes les unités de calcul sont synchronisées avec lui. En gros, tant que toutes les opérations sur une "boucle" ne sont pas terminées, le processeur ne démarrera pas la suivante. En conséquence, les opérations «lentes» retiennent les opérations rapides. Il s'avère également que si vous devez assommer un tapis poussiéreux, vous devez secouer toute la maison. Un mécanisme d'alimentation en fréquence d'horloge décentralisé, en fonction des besoins d'un bloc particulier, permet aux blocs de microcircuits rapides de ne pas attendre que des opérations lentes soient élaborées dans d'autres blocs, mais de faire, relativement parlant, leurs propres affaires. En conséquence, la consommation d'énergie globale est également réduite (il suffit de secouer le tapis, pas toute la maison). Les ingénieurs IBM ont tout à fait raison lorsqu'ils disent qu'il deviendra de plus en plus difficile d'augmenter la vitesse d'horloge synchrone d'année en année. Dans ce cas, le seul moyen est d'utiliser une fréquence d'horloge décentralisée ou même de passer à des technologies fondamentalement nouvelles (quantiques, probablement) pour créer des microcircuits. En raison de ce nom, il tente de le classer comme le Pentium III. Mais c'est une erreur. VIA lui-même le positionne comme un concurrent d'Intel Celeron, un processeur pour les systèmes d'entrée de gamme. Mais cela s'est avéré être un acte trop arrogant.

Cependant, commençons par les mérites du nouveau processeur. Il est conçu pour être installé dans une prise Socket 370 (comme Celeron). Cependant, contrairement à Celeron, Cyrix III prend en charge la fréquence d'horloge externe (fréquence du bus système) non pas 66 MHz, mais 133 MHz - comme dans la famille Pentium III Coppermine la plus moderne. Le deuxième avantage clé de Cyrix III est le cache L2 sur puce d'une capacité de 256 Ko - comme le nouveau Pentium III. Le cache de premier niveau est également volumineux (64 Ko).

Enfin, le troisième avantage est la prise en charge du jeu d'instructions AMD Enhanced 3DNow! SIMD. C'est vraiment le premier exemple d'intégration 3Dnow! pour les processeurs Socket 370. Les instructions multimédias d'AMD sont déjà largement prises en charge par les éditeurs de logiciels, ce qui aidera au moins partiellement à compenser le décalage de vitesse du processeur dans les applications graphiques et de jeu.

Toutes les bonnes choses s'arrêtent là. Le processeur est fabriqué à l'aide de la technologie 0,18 micron avec six couches de métallisation. Au moment de sa sortie, le Cyrix III "le plus rapide" avait une cote Pentium de 533. La vitesse d'horloge réelle du cœur est nettement inférieure, par conséquent, depuis l'époque de Cyrix indépendant, il a étiqueté ses processeurs avec des "évaluations" en relation avec les vitesses d'horloge des processeurs Pentium, Pentium II et plus tard - Pentium III. Ce serait mieux s'ils comptaient à partir du Pentium: le chiffre serait plus impressionnant.

Le chef de VIA Wen Chi Chen (dans le passé, d'ailleurs, un ingénieur processeur Intel) allait à l'origine s'opposer à Celeron avec le bas prix de Cyrix III. Combien c'était possible - jugez par vous-même. Le Cyrix III PR 500 commence à 84 $ et le Cyrix III PR533 commence à 99 $. Bref, le Celeron est parfois encore moins cher. Les premiers tests du processeur (réalisés, bien sûr, pas en Russie) ont montré que ses performances dans les applications bureautiques (où l'accent est mis sur les calculs entiers) ne sont pas inférieures à Celeron, mais l'écart en multimédia est évident. Certainement pas en faveur de Cyrix III. Eh bien, la première crêpe est grumeleuse. Cependant, VIA dispose également d'un processeur Samuel intégré basé sur le cœur IDT WinChip4. Là, le résultat peut être meilleur.

Alpha recevra également un gigahertz bien mérité

Compaq (le propriétaire d'une partie de l'héritage DEC, y compris le processeur Alpha) a l'intention de sortir une version 1 GHz du processeur serveur Alpha 21264 RISC au cours du second semestre. Et sa prochaine puce - Alpha 21364 - commence exactement à partir de cette fréquence seuil. De plus, la version améliorée d'Alpha sera équipée d'un cache L2 de 1,5 Mo et d'un contrôleur de mémoire Rambus.

ComputerPress 4 "2000

L'abréviation "Hz" est acceptée pour sa désignation en langue anglaise, la notation Hz est utilisée à cet effet. En même temps, selon les règles du système SI, si le nom abrégé de cet appareil est utilisé, il suit avec, et si le nom complet est utilisé dans le texte, alors en minuscules.

Origine du terme

Unité de fréquence adoptée dans système moderne SI, a obtenu son nom en 1930, lorsque la Commission électrotechnique internationale a pris une décision. Elle était associée à la volonté de perpétuer la mémoire du célèbre scientifique allemand Heinrich Hertz, qui a grandement contribué au développement de cette science, en particulier dans le domaine de la recherche en électrodynamique.

Le sens du terme

Hertz est utilisé pour mesurer la fréquence des vibrations de toute nature, de sorte que la portée de son utilisation est très large. Ainsi, par exemple, en nombre de hertz, il est habituel de mesurer les fréquences sonores, les battements d'un cœur humain, les oscillations du champ électromagnétique et d'autres mouvements qui se répètent à une certaine fréquence. Par exemple, la fréquence cardiaque d'une personne dans un état calme est d'environ 1 Hz.

De manière significative, une unité dans cette dimension est interprétée comme le nombre de vibrations produites par l'objet analysé pendant une seconde. Dans ce cas, les experts disent que la fréquence d'oscillation est de 1 hertz. En conséquence, plus d'oscillations par seconde correspondent à plus de ces unités. Ainsi, d'un point de vue formel, la valeur notée hertz est l'inverse de la seconde.

Les valeurs de fréquence significatives sont généralement appelées hautes, insignifiantes - basses. Exemples de basses fréquences des vibrations sonores d'intensité variable peuvent servir. Ainsi, par exemple, les fréquences comprises entre 16 et 70 Hz forment ce que l'on appelle des sons graves, c'est-à-dire des sons très graves et des fréquences comprises entre 0 et 16 Hz sont totalement indiscernables à l'oreille humaine. Les sons les plus élevés qu'une personne est capable d'entendre se situent entre 10 et 20000 hertz, et les sons avec une fréquence plus élevée sont classés comme des ultrasons, c'est-à-dire ceux qu'une personne ne peut pas entendre.

Pour désigner de grandes valeurs de fréquences, des préfixes spéciaux sont ajoutés à la désignation «hertz», conçus pour rendre l'utilisation de cet appareil plus pratique. De plus, ces préfixes sont standard pour le système SI, c'est-à-dire qu'ils sont également utilisés avec d'autres grandeurs physiques. Ainsi, mille hertz s'appellent "kilohertz", un million de hertz - "mégahertz", un milliard de hertz - "gigahertz".

Cette vitesse d'horloge est le paramètre le plus connu. Par conséquent, il est nécessaire de traiter spécifiquement ce concept. Aussi, dans le cadre de cet article, nous discuterons comprendre la vitesse d'horloge des processeurs multicœurs, car il y a des nuances intéressantes que tout le monde ne connaît pas et ne prend pas en compte.

Depuis assez longtemps, les développeurs parient sur l'augmentation de la fréquence d'horloge, mais au fil du temps, la «mode» a changé et la plupart des développements sont consacrés à la création d'une architecture plus parfaite, à l'augmentation de la mémoire cache et au développement du multicœur, mais personne n'oublie non plus la fréquence.

Quelle est la vitesse d'horloge du processeur?

Vous devez d'abord comprendre la définition de «fréquence d'horloge». La vitesse d'horloge nous indique dans quelle mesure le processeur peut effectuer des calculs par unité de temps. En conséquence, plus la fréquence est élevée, plus le processeur peut effectuer d'opérations par unité de temps. La vitesse d'horloge des processeurs modernes est généralement de 1,0 à 4 GHz. Il est déterminé en multipliant la fréquence externe ou de base par un certain facteur. Par exemple processeur Intel Core Le i7 920 utilise un FSB de 133 MHz et un multiplicateur de 20, ce qui donne une vitesse d'horloge de 2660 MHz.

La fréquence du processeur peut être augmentée à la maison en overclockant le processeur. Il existe des modèles spéciaux de processeurs de AMD et Intelqui sont axés sur l'overclocking par le fabricant lui-même, par exemple Edition noir AMD et la série K d'Intel.

Je tiens à noter que lors de l'achat d'un processeur, la fréquence ne doit pas être un facteur décisif dans votre choix, car seule une partie des performances du processeur en dépend.

Comprendre la vitesse d'horloge (processeurs multicœurs)

Désormais, dans presque tous les segments de marché, il ne reste plus de processeurs monocœur. Eh bien, c'est logique, car l'industrie informatique ne reste pas immobile, mais avance constamment à pas de géant. Par conséquent, vous devez comprendre clairement comment la fréquence est calculée pour les processeurs qui ont deux cœurs ou plus.

En visitant de nombreux forums informatiques, j'ai remarqué qu'il y a une idée fausse commune sur la compréhension (le calcul) des fréquences des processeurs multicœurs. Je vais immédiatement donner un exemple de ce raisonnement incorrect: «Il y a 4 processeur nucléaire avec une fréquence d'horloge de 3 GHz, donc sa fréquence d'horloge totale sera: 4 x 3 GHz \u003d 12 GHz, non? »- Non, pas comme ça.

Je vais essayer d'expliquer pourquoi la fréquence totale du processeur ne peut pas être comprise comme: «le nombre de cœurs x fréquence spécifiée ".

Je vais vous donner un exemple: «Un piéton marche le long de la route, sa vitesse est de 4 km / h. Ceci est analogue à un processeur monocœur sur N GHz. Mais s'il y a 4 piétons marchant le long de la route à une vitesse de 4 km / h, alors c'est similaire à un processeur à 4 cœurs sur N GHz. Dans le cas des piétons, nous ne pensons pas que leur vitesse sera de 4x4 \u003d 16 km / h, nous disons simplement: "4 piétons marchent à une vitesse de 4 km / h"... Pour la même raison, nous n'effectuons aucune opération mathématique avec les fréquences des cœurs du processeur, mais rappelons simplement que le processeur à 4 cœurs est N GHz a quatre cœurs, dont chacun fonctionne à une fréquence N GHz ".

Convertisseur de longueur et de distance Convertisseur de masse Convertisseur de volume en vrac et de nourriture Convertisseur de zone Convertisseur de volume et d'unités recettes culinaires Convertisseur de température Convertisseur de pression, de stress, de module de Young Convertisseur d'énergie et de travail Convertisseur de puissance Convertisseur de force Convertisseur de temps Convertisseur de vitesse linéaire Convertisseur de rendement thermique et de rendement énergétique à angle plat Nombre au convertisseur différents systèmes Informations numériques Convertisseur d'unité de mesure de la quantité Taux de change Tailles de vêtements et de chaussures pour femmes Tailles de vêtements et de chaussures pour hommes Convertisseur de vitesse angulaire et de vitesse de rotation Convertisseur d'accélération Convertisseur d'accélération angulaire Convertisseur de densité Convertisseur de volume spécifique Moment d'inertie Convertisseur de couple Convertisseur de couple Convertisseur de couple Convertisseur de chaleur spécifique de combustion (en masse ) Convertisseur de densité d'énergie et de chaleur de combustion (en volume) Convertisseur de différentiel de température Coefficient du convertisseur d'expansion thermique Convertisseur de résistance thermique Convertisseur de conductivité thermique spécifique Convertisseur de capacité thermique spécifique Convertisseur de puissance d'exposition d'énergie et de rayonnement thermique Convertisseur de puissance Convertisseur de densité de flux thermique Convertisseur de coefficient de transfert de chaleur Convertisseur de débit volumétrique Convertisseur de débit massique Débit molaire Convertisseur de densité de flux massique Convertisseur de concentration molaire Solution Convertisseur de concentration massique Convertisseur Din convertisseur de viscosité cinématique Convertisseur de tension de surface Convertisseur de perméabilité à la vapeur d'eau Convertisseur de densité de flux de vapeur d'eau Convertisseur de niveau sonore Convertisseur de sensibilité de microphone Convertisseur de niveau de pression acoustique (SPL) Convertisseur de niveau de pression sonore avec pression de référence sélectionnable Convertisseur de luminance Convertisseur d'intensité lumineuse Convertisseur d'éclairage Résolution en infographie Convertisseur de fréquence et de longueur d'onde Puissance optique en dioptries et distance focale Puissance optique en dioptries et grossissement de l'objectif (×) Convertisseur de charge électrique Convertisseur de densité de charge linéaire Convertisseur de densité de charge de surface Convertisseur de convertisseur de densité de charge en vrac courant électrique Convertisseur de densité de courant linéaire Convertisseur de densité de courant de surface Convertisseur de force champ électrique Convertisseur de potentiel électrostatique et convertisseur de tension résistance électrique Convertisseur de résistivité électrique Convertisseur de conductivité électrique Convertisseur de conductivité électrique Convertisseur d'inductance de capacité électrique Convertisseur de jauge de fil américain Niveaux en dBm (dBm ou dBmW), dBV (dBV), Watts, etc. Rayonnement d'induction. Radioactivité du convertisseur de débit de dose absorbée par rayonnement ionisant. Convertisseur de rayonnement de désintégration radioactive. Exposition au rayonnement du convertisseur de dose. Convertisseur de dose absorbée Convertisseur de préfixes décimaux Transfert de données Typographie et convertisseur d'unité de traitement d'image Convertisseur d'unité de volume de bois Calcul de la masse molaire Tableau périodique des éléments chimiques D. I. Mendeleev

1 gigahertz [GHz] \u003d 1 000 000 000 hertz [Hz]

Valeur initiale

Valeur convertie

hertz exahertz petahertz térahertz gigahertz mégahertz kilohertz hectohertz décahertz décigertz santigertz millihertz microhertz nanohertz picohertz femtohertz attohertz cycles par seconde longueur d'onde en examinateurs longueur d'onde en mégamètres longueur d'onde en mégamètres en décamètres longueur d'onde en mètres longueur d'onde en décimètres longueur d'onde en centimètres longueur d'onde en millimètres longueur d'onde en micromètres Compton longueur d'onde d'un électron Compton longueur d'onde d'un proton Compton longueur d'onde d'un neutron tours par seconde tours par minute tours par minute tours par heure tours par jour

En savoir plus sur la fréquence et la longueur d'onde

informations générales

La fréquence

La fréquence est une quantité qui mesure la fréquence à laquelle un processus périodique particulier se répète. En physique, la fréquence est utilisée pour décrire les propriétés des processus ondulatoires. Fréquence d'onde - le nombre de cycles complets du processus d'onde par unité de temps. L'unité SI de fréquence est le hertz (Hz). Un hertz équivaut à une vibration par seconde.

Longueur d'onde

Il y a beaucoup de différents types vagues dans la nature, des vagues de la mer induites par le vent aux ondes électromagnétiques. Les propriétés des ondes électromagnétiques dépendent de la longueur d'onde. Ces ondes sont divisées en plusieurs types:

  • Rayons gamma avec une longueur d'onde allant jusqu'à 0,01 nanomètre (nm).
  • Rayons X avec une longueur d'onde de 0,01 nm à 10 nm.
  • Vagues ultra-violetqui ont une longueur de 10 à 380 nm. Ils ne sont pas visibles à l'œil nu.
  • Lumière dans partie visible du spectre avec une longueur d'onde de 380–700 nm.
  • Invisible aux humains rayonnement infrarouge avec une longueur d'onde de 700 nm à 1 millimètre.
  • Les ondes infrarouges sont suivies de four micro onde, avec une longueur d'onde de 1 millimètre à 1 mètre.
  • Le plus long - les ondes radio... Leur longueur commence à 1 mètre.

Cet article concerne le rayonnement électromagnétique, et en particulier la lumière. Dans ce document, nous discuterons de la façon dont la longueur d'onde et la fréquence affectent la lumière, y compris le spectre visible, les rayons ultraviolets et infrarouges.

Un rayonnement électromagnétique

Le rayonnement électromagnétique est une énergie dont les propriétés sont simultanément similaires à celles des ondes et des particules. Cette fonction est appelée dualité onde-particule. Les ondes électromagnétiques sont constituées d'une onde magnétique et d'une onde électrique perpendiculaire à celle-ci.

Énergie un rayonnement électromagnétique - le résultat du mouvement de particules, appelées photons. Plus la fréquence des rayonnements est élevée, plus ils sont actifs et plus ils peuvent nuire aux cellules et aux tissus des organismes vivants. En effet, plus la fréquence du rayonnement est élevée, plus il transporte d'énergie. Une grande énergie leur permet de changer la structure moléculaire des substances sur lesquelles ils agissent. C'est pourquoi les rayons ultraviolets, les rayons X et gamma sont si nocifs pour les animaux et les plantes. Une grande partie de ce rayonnement se trouve dans l'espace. Il est également présent sur Terre, malgré le fait que la couche d'ozone de l'atmosphère autour de la Terre en bloque la majeure partie.

Rayonnement électromagnétique et atmosphère

L'atmosphère terrestre n'autorise que le rayonnement électromagnétique avec une certaine fréquence... La plupart des rayons gamma, des rayons X, de la lumière ultraviolette, de certains rayonnements infrarouges et des longues ondes radio sont bloqués par l'atmosphère terrestre. L'atmosphère les absorbe et ne les laisse pas aller plus loin. Une partie des ondes électromagnétiques, en particulier le rayonnement dans le domaine des ondes courtes, est réfléchie par l'ionosphère. Tous les autres rayonnements atteignent la surface de la Terre. Il y a plus de rayonnement dans les couches atmosphériques supérieures, c'est-à-dire plus éloignées de la surface de la Terre, que dans les couches inférieures. Par conséquent, plus il est élevé, plus il est dangereux pour les organismes vivants d'être là sans vêtements de protection.

L'atmosphère transmet une petite quantité de lumière ultraviolette à la Terre et est nocive pour la peau. C'est à cause des rayons ultraviolets que les gens ont des coups de soleil et peuvent même avoir un cancer de la peau. En revanche, certains rayons transmis par l'atmosphère sont bénéfiques. Par exemple, les rayons infrarouges qui frappent la surface de la Terre sont utilisés en astronomie - les télescopes infrarouges suivent les rayons infrarouges émis par des objets astronomiques. Plus la surface de la Terre est élevée, plus le rayonnement infrarouge est important, de sorte que les télescopes sont souvent installés au sommet des montagnes et à d'autres altitudes. Parfois, ils sont envoyés dans l'espace pour améliorer la visibilité des rayons infrarouges.

Relation entre fréquence et longueur d'onde

La fréquence et la longueur d'onde sont inversement proportionnelles l'une à l'autre. Cela signifie que lorsque la longueur d'onde augmente, la fréquence diminue et vice versa. Il est facile d'imaginer: si la fréquence des oscillations du processus ondulatoire est élevée, alors le temps entre les oscillations est beaucoup plus court que celui des ondes dont la fréquence d'oscillation est inférieure. Si vous imaginez une vague sur une carte, alors la distance entre ses pics sera moindre, plus elle fera d'oscillations sur une certaine période de temps.

Pour déterminer la vitesse de propagation d'une onde dans un milieu, il est nécessaire de multiplier la fréquence de l'onde par sa longueur. Les ondes électromagnétiques dans le vide se propagent toujours à la même vitesse. Cette vitesse est connue sous le nom de vitesse de la lumière. Il est égal à 299 & nbsp792 & nbsp458 mètres par seconde.

Éclat

La lumière visible est constituée d'ondes électromagnétiques de fréquence et de longueur qui déterminent sa couleur.

Longueur d'onde et couleur

La longueur d'onde la plus courte de la lumière visible est de 380 nanomètres. Il est violet, suivi du bleu et du cyan, puis du vert, du jaune, de l'orange et enfin du rouge. La lumière blanche se compose de toutes les couleurs à la fois, c'est-à-dire que les objets blancs reflètent toutes les couleurs. Cela peut être vu avec un prisme. La lumière qui y tombe est réfractée et alignée dans une bande de couleurs dans le même ordre que dans un arc-en-ciel. Cette séquence va des couleurs avec la longueur d'onde la plus courte à la plus longue. La dépendance de la vitesse de propagation de la lumière dans une substance sur la longueur d'onde est appelée dispersion.

Un arc-en-ciel se forme de la même manière. Les gouttelettes d'eau dispersées dans l'atmosphère après la pluie se comportent comme un prisme et réfractent chaque vague. Les couleurs de l'arc-en-ciel sont si importantes que dans de nombreuses langues, il existe des mnémoniques, c'est-à-dire une technique pour mémoriser les couleurs de l'arc-en-ciel, si simple que même les enfants peuvent s'en souvenir. De nombreux enfants russophones savent que «chaque chasseur veut savoir où se trouve le faisan». Certaines personnes proposent leurs propres mnémoniques, et c'est un exercice particulièrement utile pour les enfants, car lorsqu'ils trouveront leur propre méthode pour se souvenir des couleurs de l'arc-en-ciel, ils s'en souviendront plus rapidement.

La lumière à laquelle l'œil humain est le plus sensible est verte, avec une longueur d'onde de 555 nm dans des environnements lumineux et de 505 nm dans le crépuscule et l'obscurité. Tous les animaux ne peuvent pas distinguer les couleurs. Chez les chats, par exemple, la vision des couleurs n'est pas développée. D'un autre côté, certains animaux voient les couleurs beaucoup mieux que les humains. Par exemple, certaines espèces voient la lumière ultraviolette et infrarouge.

Réflexion lumineuse

La couleur d'un objet est déterminée par la longueur d'onde de la lumière réfléchie par sa surface. Les objets blancs reflètent toutes les ondes du spectre visible, tandis que les noirs, au contraire, absorbent toutes les ondes et ne reflètent rien.

L'un des matériaux naturels à fort coefficient de dispersion est le diamant. Les diamants correctement coupés réfléchissent la lumière des bords extérieurs et intérieurs, la réfractant, tout comme un prisme. Dans le même temps, il est important que la majeure partie de cette lumière soit réfléchie vers le haut vers l'œil et non, par exemple, vers le bas, dans le cadre, où elle n'est pas visible. Grâce à leur forte dispersion, les diamants brillent très bien au soleil et sous la lumière artificielle. Le verre taillé comme un diamant brille également, mais pas autant. En effet, en raison de leur composition chimique, les diamants réfléchissent beaucoup mieux la lumière que le verre. Les angles utilisés lors de la coupe des diamants sont d'une grande importance car les angles trop vifs ou trop obtus empêchent la lumière de se refléter sur les murs intérieurs ou reflètent la lumière dans le sertissage, comme le montre l'illustration.

Spectroscopie

L'analyse spectrale ou la spectroscopie est parfois utilisée pour déterminer la composition chimique d'une substance. Cette méthode est particulièrement efficace si l'analyse chimique d'une substance ne peut pas être effectuée en travaillant directement avec elle, par exemple lors de la détermination de la composition chimique des étoiles. En sachant quel type de rayonnement électromagnétique un corps absorbe, vous pouvez déterminer en quoi il consiste. La spectroscopie d'absorption, qui est l'une des branches de la spectroscopie, détermine quel rayonnement est absorbé par le corps. Une telle analyse peut être effectuée à distance, elle est donc souvent utilisée en astronomie, ainsi que dans le travail avec des substances toxiques et dangereuses.

Détermination de la présence de rayonnement électromagnétique

La lumière visible, comme tout rayonnement électromagnétique, est de l'énergie. Plus l'énergie émise est importante, plus il est facile de mesurer ce rayonnement. La quantité d'énergie rayonnée diminue à mesure que la longueur d'onde augmente. La vision est possible précisément parce que les humains et les animaux reconnaissent cette énergie et perçoivent la différence entre les rayonnements de différentes longueurs d'onde. Le rayonnement électromagnétique de différentes longueurs est perçu par l'œil comme des couleurs différentes. Selon ce principe, non seulement les yeux des animaux et des personnes travaillent, mais également les technologies créées par les personnes pour traiter les rayonnements électromagnétiques.

Lumière visible

Les humains et les animaux voient une large gamme de rayonnements électromagnétiques. La plupart des personnes et des animaux, par exemple, réagissent lumière visibleet certains animaux sont également exposés aux rayons ultraviolets et infrarouges. La capacité de distinguer les couleurs - pas chez tous les animaux - certains ne voient que la différence entre les surfaces claires et sombres. Notre cerveau détermine la couleur de la manière suivante: les photons du rayonnement électromagnétique pénètrent dans l'œil sur la rétine et, en le traversant, excitent les cônes, photorécepteurs de l'œil. En conséquence, un signal est transmis au cerveau par le système nerveux. En plus des cônes, il existe d'autres photorécepteurs dans les yeux, des bâtonnets, mais ils ne sont pas capables de distinguer les couleurs. Leur objectif est de déterminer la luminosité et l'intensité de la lumière.

Il existe généralement plusieurs types de cônes dans l'œil. Il existe trois types chez l'homme, dont chacun absorbe des photons de lumière dans des longueurs d'onde spécifiques. Lorsqu'ils sont absorbés, une réaction chimique se produit, à la suite de laquelle des impulsions nerveuses contenant des informations sur la longueur d'onde pénètrent dans le cerveau. Ces signaux sont traités par le cortex visuel. C'est la partie du cerveau responsable de la perception du son. Chaque type de cône n'est responsable que des vagues d'une certaine longueur, donc pour obtenir une image complète de la couleur, les informations reçues de tous les cônes sont additionnées.

Certains animaux ont encore plus de types de cônes que les humains. Ainsi, par exemple, dans certaines espèces de poissons et d'oiseaux, il existe de quatre à cinq types. Fait intéressant, certaines femelles animales ont plus de types de cônes que les mâles. Certains oiseaux, comme les goélands qui attrapent leur proie dans ou sur l'eau, ont des gouttelettes d'huile jaunes ou rouges à l'intérieur des cônes qui agissent comme un filtre. Cela les aide à voir plus de couleurs. Les yeux des reptiles sont disposés de la même manière.

Lumière infrarouge

Chez les serpents, contrairement aux humains, non seulement les récepteurs visuels, mais aussi les organes sensibles qui répondent à rayonnement infrarouge... Ils absorbent l'énergie des rayons infrarouges, c'est-à-dire qu'ils réagissent à la chaleur. Certains appareils, comme les lunettes de vision nocturne, réagissent également à la chaleur générée par l'émetteur infrarouge. De tels dispositifs sont utilisés par l'armée, ainsi que pour assurer la sûreté et la sécurité des locaux et du territoire. Les animaux qui voient la lumière infrarouge et les appareils qui peuvent la reconnaître voient non seulement les objets qui se trouvent dans leur champ de vision pour le moment, mais aussi les traces d'objets, d'animaux ou de personnes qui s'y trouvaient auparavant, le cas échéant. beaucoup de temps. Par exemple, des serpents peuvent être vus si des rongeurs ont creusé un trou dans le sol, et la police utilisant des appareils de vision nocturne peut voir si des traces d'un crime, comme de l'argent, de la drogue ou autre chose, ont récemment été cachées dans le sol. Les appareils d'enregistrement du rayonnement infrarouge sont utilisés dans les télescopes, ainsi que pour vérifier les fuites des conteneurs et des caméras. Avec leur aide, le lieu de fuite de chaleur est clairement visible. En médecine, les images infrarouges sont utilisées pour le diagnostic. En histoire de l'art - pour déterminer ce qui est représenté sous la couche de finition de peinture. Des dispositifs de vision nocturne sont utilisés pour garder les locaux.

Lumière ultraviolette

Certains poissons voient lumière ultraviolette... Leurs yeux contiennent des pigments sensibles aux rayons ultraviolets. La peau de poisson contient des zones qui réfléchissent la lumière ultraviolette qui sont invisibles pour les humains et les autres animaux - qui est souvent utilisée dans le règne animal pour marquer le sexe des animaux, ainsi qu'à des fins sociales. Certains oiseaux voient également la lumière ultraviolette. Cette compétence est particulièrement importante pendant la saison des amours, lorsque les oiseaux recherchent des partenaires potentiels. Les surfaces de certaines plantes reflètent également bien la lumière UV et la capacité de la voir aide à trouver de la nourriture. En plus des poissons et des oiseaux, certains reptiles, tels que les tortues, les lézards et les iguanes verts (photo), voient la lumière ultraviolette.

L'œil humain, comme les yeux d'animaux, absorbe la lumière ultraviolette, mais ne peut pas la traiter. Chez l'homme, il détruit les cellules oculaires, en particulier dans la cornée et le cristallin. Ceci, à son tour, provoque diverses maladies et même la cécité. Malgré le fait que la lumière ultraviolette est nocive pour la vision, une petite quantité est nécessaire pour que les humains et les animaux produisent de la vitamine D.Le rayonnement ultraviolet, comme l'infrarouge, est utilisé dans de nombreuses industries, par exemple, en médecine pour la désinfection, en astronomie pour observer les étoiles et autres objets. et en chimie pour la solidification de substances liquides, ainsi que pour la visualisation, c'est-à-dire pour créer des diagrammes de la distribution des substances dans un certain espace. À l'aide de la lumière ultraviolette, les billets de banque et les laissez-passer contrefaits sont détectés si des signes doivent être imprimés dessus avec une encre spéciale qui peut être reconnue à l'aide de la lumière ultraviolette. Dans le cas de documents contrefaits, la lampe UV n'aide pas toujours, car les criminels utilisent parfois le vrai document et remplacent la photographie ou d'autres informations dessus, de sorte que les marquages \u200b\u200bdes lampes UV restent. Il existe également de nombreuses autres utilisations du rayonnement UV.

Daltonisme

Certaines personnes sont incapables de distinguer les couleurs en raison de défauts visuels. Ce problème est appelé daltonisme ou daltonisme, d'après la personne qui a décrit pour la première fois cette caractéristique de la vision. Parfois, les gens ne peuvent pas voir uniquement les couleurs à une certaine longueur d'onde, et parfois ils ne peuvent pas du tout voir les couleurs. Souvent, la cause est des photorécepteurs sous-développés ou endommagés, mais dans certains cas, le problème est un endommagement de la voie du système nerveux, par exemple dans le cortex visuel du cerveau, où les informations de couleur sont traitées. Dans de nombreux cas, cette condition crée des inconvénients et des problèmes pour les personnes et les animaux, mais parfois l'incapacité de distinguer les couleurs, au contraire, est un avantage. Ceci est confirmé par le fait que, malgré les longues années d'évolution, la vision des couleurs n'est pas développée chez de nombreux animaux. Les personnes et les animaux daltoniens peuvent, par exemple, bien voir le camouflage d'autres animaux.

Malgré les avantages du daltonisme, dans la société, il est considéré comme un problème et la route vers certaines professions est fermée aux personnes daltoniennes. Habituellement, ils ne peuvent pas obtenir tous les droits de piloter l'avion sans restrictions. Dans de nombreux pays, les permis de conduire de ces personnes sont également soumis à des restrictions et, dans certains cas, ils ne peuvent pas du tout obtenir de permis. Par conséquent, ils ne peuvent pas toujours trouver un emploi où ils doivent conduire une voiture, un avion et d'autres véhicules. Ils ont également du mal à trouver un emploi où la capacité d'identifier et d'utiliser les couleurs est d'une grande importance. Par exemple, ils ont du mal à devenir designers ou à travailler dans un environnement où la couleur est utilisée comme signal (par exemple, sur le danger).

Des travaux sont en cours pour créer des conditions plus favorables pour les personnes daltoniennes. Par exemple, il existe des tableaux dans lesquels les couleurs correspondent aux signes, et dans certains pays, ces signes sont utilisés dans les bureaux et les lieux publics avec la couleur. Certains designers n'utilisent pas ou ne limitent pas l'utilisation de la couleur pour transmettre une information important dans leurs œuvres. Au lieu ou avec la couleur, ils utilisent la luminosité, le texte et d'autres moyens pour mettre en évidence les informations afin que même les personnes qui ne peuvent pas distinguer les couleurs puissent pleinement recevoir les informations transmises par le concepteur. Dans la plupart des cas, les personnes daltoniennes ne font pas la distinction entre le rouge et le vert, de sorte que les concepteurs remplacent parfois la combinaison «rouge \u003d danger, vert \u003d ok» par du rouge et du bleu. Plus systèmes d'exploitation vous permettent également de personnaliser les couleurs afin que les personnes daltoniennes puissent tout voir.

La couleur en vision industrielle

La vision industrielle en couleur est une industrie en pleine croissance intelligence artificielle... Jusqu'à récemment, la plupart des travaux dans ce domaine se déroulaient avec des images monochromes, mais de plus en plus de laboratoires scientifiques travaillent avec la couleur. Certains algorithmes pour travailler avec des images monochromes sont également utilisés pour traiter les images couleur.

Application

La vision industrielle est utilisée dans un certain nombre d'industries, telles que le contrôle des robots, des voitures autonomes et des véhicules aériens sans pilote. Il est utile dans le domaine de la sécurité, par exemple, pour identifier des personnes et des objets à partir de photographies, pour rechercher des bases de données, pour suivre le mouvement des objets, en fonction de leur couleur, etc. La détermination de l'emplacement des objets en mouvement permet à l'ordinateur de déterminer la direction du regard d'une personne ou de suivre le mouvement des voitures, des personnes, des mains et d'autres objets.

Afin d'identifier correctement les objets inconnus, il est important de connaître leur forme et d'autres propriétés, mais les informations sur la couleur ne sont pas si importantes. Lorsque vous travaillez avec des objets familiers, au contraire, la couleur aide à les reconnaître plus rapidement. Travailler avec la couleur est également pratique car les informations de couleur peuvent être obtenues même à partir d'images à basse résolution. Pour reconnaître la forme d'un objet, par opposition à la couleur, il faut une haute résolution... Travailler avec la couleur au lieu de la forme de l'objet peut réduire le temps de traitement de l'image et utiliser moins de ressources informatiques. La couleur aide à reconnaître les objets de la même forme et peut également être utilisée comme signal ou signe (par exemple, le rouge est un signal de danger). Dans ce cas, vous n'avez pas besoin de reconnaître la forme de ce signe, ni le texte écrit dessus. Il existe de nombreux exemples intéressants d'utilisation de la vision des couleurs sur le site Web YouTube.

Traitement des informations de couleur

Les photos traitées par l'ordinateur sont soit téléchargées par les utilisateurs, soit prises par l'appareil photo intégré. Le processus de photographie numérique et de prise de vue vidéo est bien maîtrisé, mais le traitement de ces images, notamment en couleur, est associé à de nombreuses difficultés, dont beaucoup n'ont pas encore été résolues. Cela est dû au fait que la vision des couleurs chez les humains et les animaux est très complexe et à créer vision par ordinateur comme l'humain n'est pas facile. La vision, comme l'audition, est basée sur l'adaptation à l'environnement. La perception du son dépend non seulement de la fréquence, de la pression acoustique et de la durée du son, mais également de la présence ou de l'absence d'autres sons dans l'environnement. Il en va de même pour la vision - la perception de la couleur dépend non seulement de la fréquence et de la longueur d'onde, mais aussi des caractéristiques de l'environnement. Par exemple, les couleurs des objets environnants affectent notre perception de la couleur.

Dans une perspective évolutive, de telles adaptations sont nécessaires pour nous aider à nous habituer à notre environnement et à cesser de prêter attention aux éléments insignifiants et à diriger toute notre attention sur ce qui change dans l'environnement. Ceci est nécessaire pour faciliter la détection des prédateurs et trouver de la nourriture. Parfois, des illusions d'optique se produisent en raison de cette adaptation. Par exemple, en fonction de la couleur des objets environnants, nous percevons la couleur de deux corps différemment, même lorsqu'ils réfléchissent la lumière avec la même longueur d'onde. L'illustration montre un exemple d'une telle illusion d'optique. Le carré brun en haut de l'image (deuxième ligne, deuxième colonne) apparaît plus clair que le carré brun en bas de l'image (cinquième ligne, deuxième colonne). En fait, leurs couleurs sont les mêmes. Même en sachant cela, nous les percevons toujours comme des couleurs différentes. Notre perception de la couleur étant si complexe, il est difficile pour les programmeurs de décrire toutes ces nuances dans les algorithmes de vision industrielle. Malgré ces difficultés, nous avons déjà beaucoup accompli dans ce domaine.

Les articles de Unit Converter ont été édités et illustrés par Anatoly Zolotkov

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Convertisseur de longueur et de distance Convertisseur de masse Convertisseur de volume en vrac et de nourriture Convertisseur de zone Convertisseur de volume et d'unités de recette culinaire Convertisseur de température Convertisseur de pression, de stress, de module de Young Convertisseur d'énergie et de travail Convertisseur de puissance Convertisseur de force Convertisseur de temps Convertisseur de vitesse linéaire Convertisseur d'angle plat Efficacité thermique et efficacité énergétique Système de conversion numérique Convertisseur d'information Mesure de quantité Taux de change Tailles de vêtements et de chaussures pour femmes Tailles de vêtements et de chaussures pour hommes Convertisseur de vitesse angulaire et de vitesse de rotation Convertisseur d'accélération Convertisseur d'accélération angulaire Convertisseur de densité Convertisseur de volume spécifique Convertisseur de moment d'inertie Convertisseur de moment de force Convertisseur de couple Convertisseur de valeur calorifique spécifique (masse) Convertisseur de densité d'énergie et de valeur calorifique de carburant (volume) Convertisseur de différence de température Convertisseur de coefficient Coefficient de dilatation thermique Convertisseur de résistance thermique Convertisseur de conductivité thermique Convertisseur de capacité thermique spécifique Convertisseur de puissance thermique et de rayonnement Convertisseur de densité de flux thermique Convertisseur de coefficient de transfert de chaleur Convertisseur de débit volumétrique Débit massique Convertisseur de débit molaire Convertisseur de densité de flux massique Convertisseur de concentration molaire Concentration massique dans le convertisseur de solution absolue) de viscosité Convertisseur de viscosité cinématique Convertisseur de tension de surface Convertisseur de perméabilité à la vapeur Convertisseur de densité de flux de vapeur d'eau Convertisseur de niveau sonore Convertisseur de sensibilité de microphone Convertisseur de niveau de pression sonore (SPL) Convertisseur de niveau de pression sonore avec pression de référence sélectionnable Convertisseur de luminance Convertisseur d'intensité lumineuse Convertisseur d'éclairage Convertisseur de résolution d'infographie Convertisseur de fréquence et de longueur d'onde Puissance optique en dioptries et focale distance Puissance dioptrique et grossissement de l'objectif (×) Convertisseur de charge électrique Convertisseur de densité de charge linéaire Convertisseur de densité de charge de surface Convertisseur de densité de charge de masse Convertisseur de densité de courant linéaire de courant électrique Convertisseur de densité de courant de surface Convertisseur d'intensité de champ électrique Convertisseur de potentiel et de tension électrostatique Convertisseur de potentiel et de tension électrostatique Convertisseur de résistance électrique Convertisseur résistivité électrique Convertisseur de conductivité électrique Convertisseur de conductivité électrique Capacité électrique Convertisseur d'inductance Convertisseur de fil américain Niveaux en dBm (dBm ou dBmW), dBV (dBV), watts, etc. unités Convertisseur de force magnétomoteur Convertisseur d'intensité de champ magnétique Convertisseur de flux magnétique Convertisseur à induction magnétique Rayonnement. Radioactivité du convertisseur de débit de dose absorbée par rayonnement ionisant. Convertisseur de rayonnement de désintégration radioactive. Exposition au rayonnement du convertisseur de dose. Convertisseur de dose absorbée Convertisseur de préfixes décimaux Transfert de données Typographie et convertisseur d'unité de traitement d'image Convertisseur d'unité de volume de bois Calcul de la masse molaire Tableau périodique des éléments chimiques D. I. Mendeleev

1 mégahertz [MHz] \u003d 1 000 000 hertz [Hz]

Valeur initiale

Valeur convertie

hertz exahertz petahertz térahertz gigahertz mégahertz kilohertz hectohertz décahertz décigertz santigertz millihertz microhertz nanohertz picohertz femtohertz attohertz cycles par seconde longueur d'onde en examinateurs longueur d'onde en mégamètres longueur d'onde en mégamètres en décamètres longueur d'onde en mètres longueur d'onde en décimètres longueur d'onde en centimètres longueur d'onde en millimètres longueur d'onde en micromètres Compton longueur d'onde d'un électron Compton longueur d'onde d'un proton Compton longueur d'onde d'un neutron tours par seconde tours par minute tours par minute tours par heure tours par jour

En savoir plus sur la fréquence et la longueur d'onde

informations générales

La fréquence

La fréquence est une quantité qui mesure la fréquence à laquelle un processus périodique particulier se répète. En physique, la fréquence est utilisée pour décrire les propriétés des processus ondulatoires. Fréquence d'onde - le nombre de cycles complets du processus d'onde par unité de temps. L'unité SI de fréquence est le hertz (Hz). Un hertz équivaut à une vibration par seconde.

Longueur d'onde

Il existe de nombreux types de vagues dans la nature, des ondes marines induites par le vent aux ondes électromagnétiques. Les propriétés des ondes électromagnétiques dépendent de la longueur d'onde. Ces ondes sont divisées en plusieurs types:

  • Rayons gamma avec une longueur d'onde allant jusqu'à 0,01 nanomètre (nm).
  • Rayons X avec une longueur d'onde de 0,01 nm à 10 nm.
  • Vagues ultra-violetqui ont une longueur de 10 à 380 nm. Ils ne sont pas visibles à l'œil nu.
  • Lumière dans partie visible du spectre avec une longueur d'onde de 380–700 nm.
  • Invisible aux humains rayonnement infrarouge avec une longueur d'onde de 700 nm à 1 millimètre.
  • Les ondes infrarouges sont suivies de four micro onde, avec une longueur d'onde de 1 millimètre à 1 mètre.
  • Le plus long - les ondes radio... Leur longueur commence à 1 mètre.

Cet article concerne le rayonnement électromagnétique, et en particulier la lumière. Dans ce document, nous discuterons de la façon dont la longueur d'onde et la fréquence affectent la lumière, y compris le spectre visible, les rayons ultraviolets et infrarouges.

Un rayonnement électromagnétique

Le rayonnement électromagnétique est une énergie dont les propriétés sont simultanément similaires à celles des ondes et des particules. Cette fonction est appelée dualité onde-particule. Les ondes électromagnétiques sont constituées d'une onde magnétique et d'une onde électrique perpendiculaire à celle-ci.

L'énergie du rayonnement électromagnétique est le résultat du mouvement de particules appelées photons. Plus la fréquence des rayonnements est élevée, plus ils sont actifs et plus ils peuvent nuire aux cellules et aux tissus des organismes vivants. En effet, plus la fréquence du rayonnement est élevée, plus il transporte d'énergie. Une grande énergie leur permet de changer la structure moléculaire des substances sur lesquelles ils agissent. C'est pourquoi les rayons ultraviolets, les rayons X et gamma sont si nocifs pour les animaux et les plantes. Une grande partie de ce rayonnement se trouve dans l'espace. Il est également présent sur Terre, malgré le fait que la couche d'ozone de l'atmosphère autour de la Terre en bloque la majeure partie.

Rayonnement électromagnétique et atmosphère

L'atmosphère terrestre ne transmet un rayonnement électromagnétique qu'à une fréquence spécifique. La plupart des rayons gamma, des rayons X, de la lumière ultraviolette, de certains rayonnements infrarouges et des longues ondes radio sont bloqués par l'atmosphère terrestre. L'atmosphère les absorbe et ne les laisse pas aller plus loin. Une partie des ondes électromagnétiques, en particulier le rayonnement dans le domaine des ondes courtes, est réfléchie par l'ionosphère. Tous les autres rayonnements atteignent la surface de la Terre. Il y a plus de rayonnement dans les couches atmosphériques supérieures, c'est-à-dire plus éloignées de la surface de la Terre, que dans les couches inférieures. Par conséquent, plus il est élevé, plus il est dangereux pour les organismes vivants d'être là sans vêtements de protection.

L'atmosphère transmet une petite quantité de lumière ultraviolette à la Terre et est nocive pour la peau. C'est à cause des rayons ultraviolets que les gens ont des coups de soleil et peuvent même avoir un cancer de la peau. En revanche, certains rayons transmis par l'atmosphère sont bénéfiques. Par exemple, les rayons infrarouges qui frappent la surface de la Terre sont utilisés en astronomie - les télescopes infrarouges suivent les rayons infrarouges émis par des objets astronomiques. Plus la surface de la Terre est élevée, plus le rayonnement infrarouge est important, de sorte que les télescopes sont souvent installés au sommet des montagnes et à d'autres altitudes. Parfois, ils sont envoyés dans l'espace pour améliorer la visibilité des rayons infrarouges.

Relation entre fréquence et longueur d'onde

La fréquence et la longueur d'onde sont inversement proportionnelles l'une à l'autre. Cela signifie que lorsque la longueur d'onde augmente, la fréquence diminue et vice versa. Il est facile d'imaginer: si la fréquence des oscillations du processus ondulatoire est élevée, alors le temps entre les oscillations est beaucoup plus court que celui des ondes dont la fréquence d'oscillation est inférieure. Si vous imaginez une vague sur une carte, alors la distance entre ses pics sera moindre, plus elle fera d'oscillations sur une certaine période de temps.

Pour déterminer la vitesse de propagation d'une onde dans un milieu, il est nécessaire de multiplier la fréquence de l'onde par sa longueur. Les ondes électromagnétiques dans le vide se propagent toujours à la même vitesse. Cette vitesse est connue sous le nom de vitesse de la lumière. Il est égal à 299 & nbsp792 & nbsp458 mètres par seconde.

Éclat

La lumière visible est constituée d'ondes électromagnétiques de fréquence et de longueur qui déterminent sa couleur.

Longueur d'onde et couleur

La longueur d'onde la plus courte de la lumière visible est de 380 nanomètres. Il est violet, suivi du bleu et du cyan, puis du vert, du jaune, de l'orange et enfin du rouge. La lumière blanche se compose de toutes les couleurs à la fois, c'est-à-dire que les objets blancs reflètent toutes les couleurs. Cela peut être vu avec un prisme. La lumière qui y tombe est réfractée et alignée dans une bande de couleurs dans le même ordre que dans un arc-en-ciel. Cette séquence va des couleurs avec la longueur d'onde la plus courte à la plus longue. La dépendance de la vitesse de propagation de la lumière dans une substance sur la longueur d'onde est appelée dispersion.

Un arc-en-ciel se forme de la même manière. Les gouttelettes d'eau dispersées dans l'atmosphère après la pluie se comportent comme un prisme et réfractent chaque vague. Les couleurs de l'arc-en-ciel sont si importantes que dans de nombreuses langues, il existe des mnémoniques, c'est-à-dire une technique pour mémoriser les couleurs de l'arc-en-ciel, si simple que même les enfants peuvent s'en souvenir. De nombreux enfants russophones savent que «chaque chasseur veut savoir où se trouve le faisan». Certaines personnes proposent leurs propres mnémoniques, et c'est un exercice particulièrement utile pour les enfants, car lorsqu'ils trouveront leur propre méthode pour se souvenir des couleurs de l'arc-en-ciel, ils s'en souviendront plus rapidement.

La lumière à laquelle l'œil humain est le plus sensible est verte, avec une longueur d'onde de 555 nm dans des environnements lumineux et de 505 nm dans le crépuscule et l'obscurité. Tous les animaux ne peuvent pas distinguer les couleurs. Chez les chats, par exemple, la vision des couleurs n'est pas développée. D'un autre côté, certains animaux voient les couleurs beaucoup mieux que les humains. Par exemple, certaines espèces voient la lumière ultraviolette et infrarouge.

Réflexion lumineuse

La couleur d'un objet est déterminée par la longueur d'onde de la lumière réfléchie par sa surface. Les objets blancs reflètent toutes les ondes du spectre visible, tandis que les noirs, au contraire, absorbent toutes les ondes et ne reflètent rien.

L'un des matériaux naturels à fort coefficient de dispersion est le diamant. Les diamants correctement coupés réfléchissent la lumière des bords extérieurs et intérieurs, la réfractant, tout comme un prisme. Dans le même temps, il est important que la majeure partie de cette lumière soit réfléchie vers le haut vers l'œil et non, par exemple, vers le bas, dans le cadre, où elle n'est pas visible. Grâce à leur forte dispersion, les diamants brillent très bien au soleil et sous la lumière artificielle. Le verre taillé comme un diamant brille également, mais pas autant. En effet, en raison de leur composition chimique, les diamants réfléchissent beaucoup mieux la lumière que le verre. Les angles utilisés lors de la coupe des diamants sont d'une grande importance car les angles trop vifs ou trop obtus empêchent la lumière de se refléter sur les murs intérieurs ou reflètent la lumière dans le sertissage, comme le montre l'illustration.

Spectroscopie

L'analyse spectrale ou la spectroscopie est parfois utilisée pour déterminer la composition chimique d'une substance. Cette méthode est particulièrement efficace si l'analyse chimique d'une substance ne peut pas être effectuée en travaillant directement avec elle, par exemple lors de la détermination de la composition chimique des étoiles. En sachant quel type de rayonnement électromagnétique un corps absorbe, vous pouvez déterminer en quoi il consiste. La spectroscopie d'absorption, qui est l'une des branches de la spectroscopie, détermine quel rayonnement est absorbé par le corps. Une telle analyse peut être effectuée à distance, elle est donc souvent utilisée en astronomie, ainsi que dans le travail avec des substances toxiques et dangereuses.

Détermination de la présence de rayonnement électromagnétique

La lumière visible, comme tout rayonnement électromagnétique, est de l'énergie. Plus l'énergie émise est importante, plus il est facile de mesurer ce rayonnement. La quantité d'énergie rayonnée diminue à mesure que la longueur d'onde augmente. La vision est possible précisément parce que les humains et les animaux reconnaissent cette énergie et perçoivent la différence entre les rayonnements de différentes longueurs d'onde. Le rayonnement électromagnétique de différentes longueurs est perçu par l'œil comme des couleurs différentes. Selon ce principe, non seulement les yeux des animaux et des personnes travaillent, mais également les technologies créées par les personnes pour traiter les rayonnements électromagnétiques.

Lumière visible

Les humains et les animaux voient une large gamme de rayonnements électromagnétiques. La plupart des personnes et des animaux, par exemple, réagissent lumière visibleet certains animaux sont également exposés aux rayons ultraviolets et infrarouges. La capacité de distinguer les couleurs - pas chez tous les animaux - certains ne voient que la différence entre les surfaces claires et sombres. Notre cerveau détermine la couleur de la manière suivante: les photons du rayonnement électromagnétique pénètrent dans l'œil sur la rétine et, en le traversant, excitent les cônes, photorécepteurs de l'œil. En conséquence, un signal est transmis au cerveau par le système nerveux. En plus des cônes, il existe d'autres photorécepteurs dans les yeux, des bâtonnets, mais ils ne sont pas capables de distinguer les couleurs. Leur objectif est de déterminer la luminosité et l'intensité de la lumière.

Il existe généralement plusieurs types de cônes dans l'œil. Il existe trois types chez l'homme, dont chacun absorbe des photons de lumière dans des longueurs d'onde spécifiques. Lorsqu'ils sont absorbés, une réaction chimique se produit, à la suite de laquelle des impulsions nerveuses contenant des informations sur la longueur d'onde pénètrent dans le cerveau. Ces signaux sont traités par le cortex visuel. C'est la partie du cerveau responsable de la perception du son. Chaque type de cône n'est responsable que des vagues d'une certaine longueur, donc pour obtenir une image complète de la couleur, les informations reçues de tous les cônes sont additionnées.

Certains animaux ont encore plus de types de cônes que les humains. Ainsi, par exemple, dans certaines espèces de poissons et d'oiseaux, il existe de quatre à cinq types. Fait intéressant, certaines femelles animales ont plus de types de cônes que les mâles. Certains oiseaux, comme les goélands qui attrapent leur proie dans ou sur l'eau, ont des gouttelettes d'huile jaunes ou rouges à l'intérieur des cônes qui agissent comme un filtre. Cela les aide à voir plus de couleurs. Les yeux des reptiles sont disposés de la même manière.

Lumière infrarouge

Chez les serpents, contrairement aux humains, non seulement les récepteurs visuels, mais aussi les organes sensibles qui répondent à rayonnement infrarouge... Ils absorbent l'énergie des rayons infrarouges, c'est-à-dire qu'ils réagissent à la chaleur. Certains appareils, comme les lunettes de vision nocturne, réagissent également à la chaleur générée par l'émetteur infrarouge. De tels dispositifs sont utilisés par l'armée, ainsi que pour assurer la sûreté et la sécurité des locaux et du territoire. Les animaux qui voient la lumière infrarouge et les appareils qui peuvent la reconnaître voient non seulement les objets qui se trouvent dans leur champ de vision pour le moment, mais aussi les traces d'objets, d'animaux ou de personnes qui s'y trouvaient auparavant, le cas échéant. beaucoup de temps. Par exemple, des serpents peuvent être vus si des rongeurs ont creusé un trou dans le sol, et la police utilisant des appareils de vision nocturne peut voir si des traces d'un crime, comme de l'argent, de la drogue ou autre chose, ont récemment été cachées dans le sol. Les appareils d'enregistrement du rayonnement infrarouge sont utilisés dans les télescopes, ainsi que pour vérifier les fuites des conteneurs et des caméras. Avec leur aide, le lieu de fuite de chaleur est clairement visible. En médecine, les images infrarouges sont utilisées pour le diagnostic. En histoire de l'art - pour déterminer ce qui est représenté sous la couche de finition de peinture. Des dispositifs de vision nocturne sont utilisés pour garder les locaux.

Lumière ultraviolette

Certains poissons voient lumière ultraviolette... Leurs yeux contiennent des pigments sensibles aux rayons ultraviolets. La peau de poisson contient des zones qui réfléchissent la lumière ultraviolette qui sont invisibles pour les humains et les autres animaux - qui est souvent utilisée dans le règne animal pour marquer le sexe des animaux, ainsi qu'à des fins sociales. Certains oiseaux voient également la lumière ultraviolette. Cette compétence est particulièrement importante pendant la saison des amours, lorsque les oiseaux recherchent des partenaires potentiels. Les surfaces de certaines plantes reflètent également bien la lumière UV et la capacité de la voir aide à trouver de la nourriture. En plus des poissons et des oiseaux, certains reptiles, tels que les tortues, les lézards et les iguanes verts (photo), voient la lumière ultraviolette.

L'œil humain, comme les yeux d'animaux, absorbe la lumière ultraviolette, mais ne peut pas la traiter. Chez l'homme, il détruit les cellules oculaires, en particulier dans la cornée et le cristallin. Ceci, à son tour, provoque diverses maladies et même la cécité. Malgré le fait que la lumière ultraviolette est nocive pour la vision, une petite quantité est nécessaire pour que les humains et les animaux produisent de la vitamine D.Le rayonnement ultraviolet, comme l'infrarouge, est utilisé dans de nombreuses industries, par exemple, en médecine pour la désinfection, en astronomie pour observer les étoiles et autres objets. et en chimie pour la solidification de substances liquides, ainsi que pour la visualisation, c'est-à-dire pour créer des diagrammes de la distribution des substances dans un certain espace. À l'aide de la lumière ultraviolette, les billets de banque et les laissez-passer contrefaits sont détectés si des signes doivent être imprimés dessus avec une encre spéciale qui peut être reconnue à l'aide de la lumière ultraviolette. Dans le cas de documents contrefaits, la lampe UV n'aide pas toujours, car les criminels utilisent parfois le vrai document et remplacent la photographie ou d'autres informations dessus, de sorte que les marquages \u200b\u200bdes lampes UV restent. Il existe également de nombreuses autres utilisations du rayonnement UV.

Daltonisme

Certaines personnes sont incapables de distinguer les couleurs en raison de défauts visuels. Ce problème est appelé daltonisme ou daltonisme, d'après la personne qui a décrit pour la première fois cette caractéristique de la vision. Parfois, les gens ne peuvent pas voir uniquement les couleurs à une certaine longueur d'onde, et parfois ils ne peuvent pas du tout voir les couleurs. Souvent, la cause est des photorécepteurs sous-développés ou endommagés, mais dans certains cas, le problème est un endommagement de la voie du système nerveux, par exemple dans le cortex visuel du cerveau, où les informations de couleur sont traitées. Dans de nombreux cas, cette condition crée des inconvénients et des problèmes pour les personnes et les animaux, mais parfois l'incapacité de distinguer les couleurs, au contraire, est un avantage. Ceci est confirmé par le fait que, malgré les longues années d'évolution, la vision des couleurs n'est pas développée chez de nombreux animaux. Les personnes et les animaux daltoniens peuvent, par exemple, bien voir le camouflage d'autres animaux.

Malgré les avantages du daltonisme, dans la société, il est considéré comme un problème et la route vers certaines professions est fermée aux personnes daltoniennes. Habituellement, ils ne peuvent pas obtenir tous les droits de piloter l'avion sans restrictions. Dans de nombreux pays, les permis de conduire de ces personnes sont également soumis à des restrictions et, dans certains cas, ils ne peuvent pas du tout obtenir de permis. Par conséquent, ils ne peuvent pas toujours trouver un emploi où ils doivent conduire une voiture, un avion et d'autres véhicules. Ils ont également du mal à trouver un emploi où la capacité d'identifier et d'utiliser les couleurs est d'une grande importance. Par exemple, ils ont du mal à devenir designers ou à travailler dans un environnement où la couleur est utilisée comme signal (par exemple, sur le danger).

Des travaux sont en cours pour créer des conditions plus favorables pour les personnes daltoniennes. Par exemple, il existe des tableaux dans lesquels les couleurs correspondent aux signes, et dans certains pays, ces signes sont utilisés dans les bureaux et les lieux publics avec la couleur. Certains designers n'utilisent ni ne limitent l'utilisation de la couleur pour transmettre des informations importantes dans leur travail. Au lieu ou avec la couleur, ils utilisent la luminosité, le texte et d'autres moyens pour mettre en évidence les informations afin que même les personnes qui ne peuvent pas distinguer les couleurs puissent pleinement recevoir les informations transmises par le concepteur. Dans la plupart des cas, les personnes daltoniennes ne font pas la distinction entre le rouge et le vert, de sorte que les concepteurs remplacent parfois la combinaison «rouge \u003d danger, vert \u003d ok» par du rouge et du bleu. La plupart des systèmes d'exploitation vous permettent également de personnaliser les couleurs afin que les personnes daltoniennes puissent tout voir.

La couleur en vision industrielle

La vision artificielle en couleur est une branche de l'intelligence artificielle en pleine croissance. Jusqu'à récemment, la plupart des travaux dans ce domaine se déroulaient avec des images monochromes, mais de plus en plus de laboratoires scientifiques travaillent avec la couleur. Certains algorithmes pour travailler avec des images monochromes sont également utilisés pour traiter les images couleur.

Application

La vision industrielle est utilisée dans un certain nombre d'industries, telles que le contrôle des robots, des voitures autonomes et des véhicules aériens sans pilote. Il est utile dans le domaine de la sécurité, par exemple, pour identifier des personnes et des objets à partir de photographies, pour rechercher des bases de données, pour suivre le mouvement des objets, en fonction de leur couleur, etc. La détermination de l'emplacement des objets en mouvement permet à l'ordinateur de déterminer la direction du regard d'une personne ou de suivre le mouvement des voitures, des personnes, des mains et d'autres objets.

Pour identifier correctement les objets inconnus, il est important de connaître leur forme et d'autres propriétés, mais les informations de couleur ne sont pas si importantes. Lorsque vous travaillez avec des objets familiers, au contraire, la couleur aide à les reconnaître plus rapidement. Travailler avec la couleur est également pratique car les informations de couleur peuvent être obtenues même à partir d'images à basse résolution. Reconnaître la forme d'un objet, par opposition à la couleur, nécessite une haute résolution. Travailler avec la couleur au lieu de la forme de l'objet peut réduire le temps de traitement de l'image et utiliser moins de ressources informatiques. La couleur aide à reconnaître les objets de la même forme et peut également être utilisée comme signal ou signe (par exemple, le rouge est un signal de danger). Dans ce cas, vous n'avez pas besoin de reconnaître la forme de ce signe, ni le texte écrit dessus. Il existe de nombreux exemples intéressants d'utilisation de la vision des couleurs sur le site Web YouTube.

Traitement des informations de couleur

Les photos traitées par l'ordinateur sont téléchargées par les utilisateurs ou capturées par la caméra intégrée. Le processus de photographie numérique et de prise de vue vidéo est bien maîtrisé, mais le traitement de ces images, notamment en couleur, est associé à de nombreuses difficultés, dont beaucoup n'ont pas encore été résolues. Cela est dû au fait que la vision des couleurs chez les humains et les animaux est très complexe et qu'il n'est pas facile de créer une vision par ordinateur similaire à la vision humaine. La vision, comme l'audition, est basée sur l'adaptation à l'environnement. La perception du son dépend non seulement de la fréquence, de la pression acoustique et de la durée du son, mais également de la présence ou de l'absence d'autres sons dans l'environnement. Il en va de même pour la vision - la perception de la couleur dépend non seulement de la fréquence et de la longueur d'onde, mais également des caractéristiques de l'environnement. Par exemple, les couleurs des objets environnants affectent notre perception de la couleur.

Dans une perspective évolutive, de telles adaptations sont nécessaires pour nous aider à nous habituer à notre environnement et à cesser de prêter attention aux éléments insignifiants et à diriger toute notre attention sur ce qui change dans l'environnement. Ceci est nécessaire pour faciliter la détection des prédateurs et trouver de la nourriture. Parfois, des illusions d'optique se produisent en raison de cette adaptation. Par exemple, en fonction de la couleur des objets environnants, nous percevons la couleur de deux corps différemment, même lorsqu'ils réfléchissent la lumière avec la même longueur d'onde. L'illustration montre un exemple d'une telle illusion d'optique. Le carré brun en haut de l'image (deuxième ligne, deuxième colonne) apparaît plus clair que le carré brun en bas de l'image (cinquième ligne, deuxième colonne). En fait, leurs couleurs sont les mêmes. Même en sachant cela, nous les percevons toujours comme des couleurs différentes. Notre perception de la couleur étant si complexe, il est difficile pour les programmeurs de décrire toutes ces nuances dans les algorithmes de vision industrielle. Malgré ces difficultés, nous avons déjà beaucoup accompli dans ce domaine.

Les articles de Unit Converter ont été édités et illustrés par Anatoly Zolotkov

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