LWIR 영상의 특성: 열 복사와 물체별 밝기

 

1. LWIR 영상은 태양광 영향이 거의 없는 순수 열 영상이다

LWIR(Long‑Wave Infrared, 8–14 µm)는 태양 복사 스펙트럼에서 거의 에너지가 없는 영역입니다. 따라서 LWIR 영상은 태양광 반사가 아닌, 물체의 온도에 기반한 열 영상입니다.

태양은 약 6000 K의 흑체로, 에너지 대부분은 0.3–2.5 µm에 집중되어 있습니다. 8–14 µm 구간은 거의 빈 영역이므로, LWIR에서는 태양광 영향이 무시 가능합니다.

흑체 복사는 다음과 같이 표현됩니다.

L(λ, T) = ε × (2hc² / λ⁵) × [1 / (exp(hc / λkT) − 1)]

• ε: 복사율 (emissivity, 0~1)
• h: 플랑크 상수, c: 빛의 속도, k: 볼츠만 상수

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2. emissivity, 반사율, 그리고 반사형 물질의 영상 특성

열 복사는 물체가 자체적으로 방출하는 에너지입니다. 복사율이 높을수록 밝게, 반사율이 높을수록 어둡게 보입니다.

Kirchhoff 법칙

ε + ρ = 1

→ 방출하지 않으면 반사한다는 의미입니다.

물질별 LWIR 영상 특성

물질 예시	반사율 (ρ)	복사율 (ε)	LWIR 영상 특성
나무, 흙, 풀, 천 등	낮음	높음	밝게 보임
금속, 유리 등 광택 표면	높음	낮음	어둡거나 잘 안 보임

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3. 여름·겨울 낮의 물체별 LWIR 영상 밝기 특성

LWIR 영상에서 밝기는 표면 온도에 따라 결정됩니다.

물체	여름 낮 (LWIR 밝기)	겨울 낮 (LWIR 밝기)
나무	밝음 (25–35°C)	어두움 (0–5°C)
눈 쌓인 나무	밝고 패턴이 두드러짐	매우 어두움
아스팔트	매우 밝음 (50–60°C)	중간 밝기 (10–20°C)
자동차 (정차)	밝음 (40–60°C)	어두움 (5–10°C)
자동차 (주행)	타이어·엔진부가 매우 밝음	밝은 부분 제한적

 

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마무리 요약

LWIR 영상은 태양광 영향을 거의 받지 않는 순수 열 복사 영상입니다.
영상의 밝기는 물체의 온도, 복사율, 재질, 각도에 의해 결정됩니다.
정확한 해석을 위해서는 이러한 물리적 배경을 이해하는 것이 중요합니다.