Люмен, люкс, кандела, ватт, мощность светового потока. Как в этом разобраться?
| Люмен, люкс, кандела, Ватт, мощность, световой поток, сила света. Не всегда легко разобраться, что означают эти значения. Мы поможем вам с этим, ниже вы найдете статью, в которой простым языком написано в каких случаях все эти значения взаимосвязаны. |
Люмен (лм, lm) — единица измерения светового потока в СИ. Где СИ – система единиц физических величин, (фр. Le Syst?me International d’Unit?s, SI).
Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд ? ср). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4? люменам.
Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1300 лм.
Компактная люминисцентная лампа дневного света мощностью 26 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1600 лм. Световой поток Солнца равен 3,63·10 в 28 степени лм.
Люмен – полный световой поток от источника. Однако, это измерение обычно не принимает во внимание сосредотачивающую эффективность отражателя или линзы и поэтому не является прямым параметром оценки яркости или полезной производительности луча фонаря. У широкого светового луча может быть тот же самый показатель люмен, как и у узкосфокусированного. Люмены не могут использоваться, чтобы определить интенсивность луча, потому что оценка в люменах включает в себя весь рассеянный бесполезный свет.
Люкс (лк, lx) — единица измерения освещённости в системе СИ.
Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 кв м при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 люмен .
100 люменов собрали и спроецировали на 1-метровую квадратную область. Освещенность области составит 100 люкс. Те же самые 100 люменов, направленные на 10 квадратных метров, дадут освещенность 10 люкс.
Кандела (кд, cd) — одна из семи основных единиц измерения системы СИ, равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·10 в 12 степени Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср. Стерадиа?н (русское обозначение: ср, международное: sr) — единица измерения телесных углов.
Выбранная частота соответствует зелёному цвету. Человеческий глаз обладает наибольшей чувствительностью в этой области спектра. Если излучение имеет другую частоту, то для достижения той же силы света требуется бо’льшая энергетическая интенсивность.
Ранее кандела определялась как сила света, излучаемого чёрным телом перпендикулярно поверхности площадью 1/60 кв см при температуре плавления платины (2042,5 К). В современном определении коэффициент 1/683 выбран таким образом, чтобы новое определение соответствовало старому.
Сила света, излучаемая свечой, примерно равна одной канделе (лат.
candela — свеча), поэтому раньше эта единица измерения называлась «свечой», сейчас это название является устаревшим и не используется.
Сила света типовых источников:
| Источник | Мощность, Вт | Примерная сила света, кд |
| Свеча | 1 | |
| Современная (2016 г) лампа накаливания | 100 | 100 |
| Обычный светодиод | 0,015 | 5 мкд |
| Сверхъяркий светодиод | 1 | 25 |
| Сверхъяркий светодиод с коллиматором | 1 | 1500 |
| Современная (2016 г) люминесцентная лампа | 20 | 100 |
Black Diamond – фирма-законодатель мирового профессионального альпинистского и скалолазного снаряжения.
Бренд выпускает высококачественные налобные и подвесные фонари, которые можно использовать даже на глубине одного метра под водой в течение получаса. BD предлагает туристические осветительные приборы с показателями светового потока до 200 люмен при сравнительно небольшом весе. Многие фонари наделены несколькими режимами освещения для удобства работы на альпинистском маршруте и в быту. Яркие, легкие, аккуратные и практичные, фонари БлекДиамонд не подведут даже в самой экстремальной ситуации.
Световой поток фонарей (лм)
big LED-high, big LED-med, big LED-low, 5 MM – High, 5 MM – medium, 5 MM – low
| Фонарь Black Diamond (BD) | Световой поток, (лм) |
| Icon | 200 |
| Spot new | 200 |
| Cosmo new | 90 |
| Wiz new | 30 |
| Ion | 80 |
| Ember Power Light | 150 |
| Orbit Lantern | 105 |
| Voyager Lantern | 140 |
| Фонарь Petzl | Световой поток (лм) |
| Tikka XP | 180 |
| MYO XP | 140 |
Все фонари Black Diamond
Единица измерения освещенности
Осветительные приборы различаются между собой конструкцией, физическими свойствами и техническими характеристиками.
Параметры световых приборов вызывают множество вопросов и споров, особенно единица измерения освещенности. Нередко ее путают с другими понятиями, например, с силой света или яркостью. Кроме того, многие потребители покупают осветительные приборы, ориентируясь на величину суммарного светового потока, без учета тепловых и световых потерь.
Содержание
Что такое освещенность
Понятие освещенности тесно связано с величиной светового потока, измеряемого в лабораториях при помощи специального оборудования. Сама освещенность может быть определена самостоятельно, и ее величина учитывается соответствующими СНиПами. Для вычисления этого параметра пользуются световым потоком, измеряемым в люменах, находящийся в соотношении с площадью освещаемой поверхности. Он должен падать на поверхность под углом 90 градусов. Освещенность измеряется в специальных единицах – люксах (лк).
Величина светового потока оказывает непосредственное влияние на физическое и психологическое состояние человека.
Слишком слабое освещение угнетает головной мозг, а слишком яркое, наоборот, действует возбуждающе на мозговые процессы. Подобное негативное влияние вызывает преждевременный износ организма, пагубно влияет на органы зрения.
Поэтому при составлении проекта освещения и размещения приборов освещения обязательно используется коэффициент запаса, учитывающий вероятное падение освещенности в процессе эксплуатации. Постепенно оптические компоненты изнашиваются, загрязняются, что приводит к снижению яркости искусственного света. Кроме того, происходит снижение коэффициента естественной освещенности, поскольку отражающие свойства окружающих предметов постепенно изменяются.
Освещенность в первую очередь измеряется на рабочем месте. Одновременно определяются звуковые колебания, учитывается степень загрязненности, электромагнитное и даже гамма излучение. Результаты замеров позволяют создать наиболее оптимальные условия труда, в соответствии с санитарными нормами и правилами.
В каких единицах измеряется освещенность
На единице измерения освещенности следует остановиться более подробно.
Общепринятой единицей считается люкс, представляющий собой такую освещенность, когда на поверхность площадью 1 м2 происходит падение светового потока в 1 люмен.
Сколько же освещенности фактически включает в себя единица измерения 1 люкс? С этой целью нужно сравнить между собой несколько стандартных параметров, основанных на человеческой физиологии, закрепленных строгими медицинскими правилами и государственными стандартами. Без их соблюдения невозможно утверждение любого строительного проекта.
Степень освещенности в 1 лк создается обычной свечой, расположенной на расстоянии 1 м от освещаемой поверхности. С помощью этого нехитрого приспособления вполне возможно с достаточно высокой точностью откалибровать самодельный измерительный прибор – люксметр.
В качестве примеров для сравнения можно взять несколько известных видов освещенности.
- Яркий солнечный свет в полдень составит 100-140 тыс. лк
- Небо без туч днем – 6200 лк
- Настольная лампа, освещающая стол – 500 лк
- Освещенность в тени в солнечный день – 430 лк
- Наступление сумерек в вечернее время – 70 лк
- Начало ночи с лунным освещением – 1,5 лк.
Источники освещения и поверхности, отражающие свет, не всегда выглядят в виде отдельно взятых точек. Если органы зрения способны различить их форму, то речь пойдет об еще одной фотометрической величине, известной как яркость. Ее физические свойства похожи на силу света, однако в данном случае это отношение не будет абсолютным. Оно соразмеряется с площадью, которую имеет отражающая или излучающая поверхность.
Яркость, как физическое понятие, является единственной фотометрической величиной, которую может нормально воспринимать человеческий глаз. Она наглядно проявляется в свойствах крупных источников света, состоящих из большого количества точечных излучателей. При условии их одинаковой яркости, общий свет большого прибора освещения будет восприниматься единым целым.
Перечень основных единиц измерения
Существует несколько основных единиц измерения, тем или иным образом характеризующих параметры света. Среди них наиболее известными и распространенными являются следующие:
- Световой поток. Представляет собой мощность излучения света. Это видимый спектр излучения, связанный со световым ощущением, воспринимаемым человеческим глазом. Данная величина измеряется в люменах (лм). Например, световой поток, излучаемый 100-ваттной лампой накаливания, составляет 1350 лм, а люминесцентной лампой ЛБ40 – 3200 лм.
- Сила света. Плотность светового потока относительно окружающего пространства. По своей сути является пропорцией, где световой поток соотносится с телесным углом, в пределах которого происходит равномерное распределение излучения. Единица измерения – кандела (кд).
- Освещенность. Световой поток, падающий на поверхность, обладает поверхностной плотностью. Он равномерно распределяется и соотносится с площадью освещаемой поверхности. Единицей измерения служит – люкс (лк), равный 1 лм/1 м2.
- Яркость. Представляет собой силу света с поверхностной плотностью в установленном направлении. Единица измерения – кд/м2.
- Светимость. Световой поток, испускаемый поверхностью с плотностью, представляющей собой отношение светового потока и площади светящейся поверхности. Единица измерения – 1 лм/м2.
Представляет собой мощность излучения света. Это видимый спектр излучения, связанный со световым ощущением, воспринимаемым человеческим глазом. Данная величина измеряется в люменах (лм). Например, световой поток, излучаемый 100-ваттной лампой накаливания, составляет 1350 лм, а люминесцентной лампой ЛБ40 – 3200 лм.
Единица измерения – 1 лм/м2.Приборы для измерения уровня освещенности
Уровень освещенности измеряется прибором – люксметром. Это небольшое переносное устройство работает примерно так же, как и фотометр. Поток светового излучения попадает на полупроводниковый фоточувствительный элемент и начинает отрывать от него электроны, приходящие в упорядоченное движение. В результате, происходит замыкание электрической цепи. При этом, величина силы тока находится в пропорциональной зависимости с интенсивностью освещения фотоэлемента и отображается на шкале аналоговых устройств.
В настоящее время практически не осталось приборов со стрелками, им на смену пришла цифровая измерительная аппаратура. Каждый люксметр оборудован жидкокристаллическим дисплеем и фоточувствительным датчиком, расположенным в отдельном корпусе. Для соединения между собой этих двух деталей применяется гибкий провод.
Перед началом замеров освещенности люксметр устанавливается в горизонтальное положение.
Современные ГОСТы требуют, чтобы для измерений использовались разные точки помещения в соответствии с установленной схемой. Естественное и искусственное освещение замеряется отдельно. При выполнении процедуры не допускается попадания на прибор даже малейшей тени. Не должно быть поблизости и любых источников электромагнитных волн. Все эти факторы могут создать помехи и повлиять на результаты измерений.
Полученную величину освещённости необходимо сравнить с параметром, установленным ГОСТом. На основании этих данных делаются выводы о достаточной или недостаточной освещенности какого-либо помещения или территории. После проведения испытаний составляется оценочный протокол.
Освещенность и светодиодные приборы
В процессе освещения светодиодами выделяется большое количество тепла. Для его рассеивания применяются теплопроводящие конструкции из алюминия, охлаждающие ребра и другие элементы, которые являются нейтрализаторами действия тепла. Создавая новые светильники, специалисты обязательно учитывают взаимную связь между освещенностью и потерями тепла.
Эксплуатационные сложности появляются, когда температура повышается свыше 50 градусов. В связи с этим замеры следует проводить примерно через два часа после начала работы светодиодных ламп. Чтобы исключить погрешность, измерение освещенности выполняются периодически, на протяжении всего рабочего дня. Подобные исследования рекомендуется проводить не реже 1 раза в течение года.
Как измеряется свет? Единицы измерения и люксметр
Дом > Блог > Как измеряется свет? Единицы измерения и люксметр
Назад
Светотехника
26 мая 2022 г.
// Технический отдел Faro Barcelona
Человеческий глаз чувствителен к очень широкий диапазон яркости света, но при низких уровнях освещенности может терять способность различать некоторые детали.
По этой причине
Как измеряется свет?
Свет — это форма энергии, которая освещает предметы и делает их видимыми. Это электромагнитная волна, воспринимаемая человеческим глазом и частота которой определяет ее цвет.
Чтобы измерить свет, в соответствии с Международной системой измерения, мы должны основываться на трех конкретных аспектах и на расстоянии множества светящихся лучей от одного и того же источника .
3 единицы измерения освещенности
- Люмен (Лм): Люмен — это количество видимой энергии, которое мы можем измерить. Световой поток монохроматического излучения, характеризующийся частотой 540×1012 Гц и потоком лучистой энергии 1/683 Вт.
- люкс (Lx): один люкс равен эквиваленту энергии, производимой одним люменом, падающим на поверхность площадью 1 м 2 .
- Кандела (Cd) : основная единица измерения силы света . Одна кандела эквивалентна 1 люмену на стерадиан (лм/ср). Он определяется как сила света, идущего в определенном направлении, и, следовательно, связан с углом апертуры по отношению к свету.
Люксметр используется для измерения яркости, но что это за измерительный прибор?
Что такое люксметр и для чего он используется?
Люксметр — это инструмент, который помогает измерять условия освещения в помещении.
Как следует из названия, единицей измерения люксметра является люкс.
Другими словами, это измерительный прибор , который позволяет нам узнать, сколько света или яркости присутствует в среде, в которой свет воспринимается человеческим глазом.
Как измерить освещенность люксметром?
Операция очень проста, но перед измерением света желательно учесть предварительные условия. Таким образом, расстояние и угол между люксметром и измеряемым объектом должны быть фиксированы для получения результатов с высокой воспроизводимостью.
Люксметры могут иметь различных шкал в зависимости от измеряемого количества света , чтобы обеспечить более точную точность в случае более сильной или слабой освещенности.
Как пользоваться люксметром?
Для достижения оптимальных характеристик этого измерителя необходимо выполнить ряд шагов:
- Поместите фоторецептор , отвечающий за поглощение света, перед измеряемым источником света.
- На считыватель люксметра мы должны поместить соответствующую шкалу , всегда помня о том, насколько сильным или слабым является свет, который мы собираемся измерять.
- Мы должны нажать кнопку питания на считывателе и дождаться появления показаний на экране, этот шаг требует ожидания в течение нескольких секунд.
- Как только появится показание , результат необходимо умножить на номер выбранной шкалы . Например, если был выбран масштаб 200 люкс и измерение равно 30, значение будет 200×30 = 6000.
С помощью датчика внутри люксметра мы можем получить в выбранной точке значение интенсивности света. Таким образом, мы можем узнать, соответствует ли свет, искусственный или естественный, захваченный измерителем, минимальным значениям для адекватного преобразования или нет.
Из каких частей состоит люксметр?
Люксметр состоит из двух частей:
- Фоторецептор. Отвечает за восприятие измеряемой интенсивности света и преобразование ее в электрическую энергию, которая затем передается считывателю. Часть фоторезистора.
- Считыватель. Отвечает за получение электрического сигнала, посылаемого фоторецептором, и преобразование его в меру яркости. Затем это измерение отображается на экране.
Отвечает за восприятие измеряемой интенсивности света и преобразование ее в электрическую энергию, которая затем передается считывателю. Часть фоторезистора.Категории
Категории
Осветительная техника (12)
Новости (15)
внутреннее освещение (66)
наружное освещение (22)
Потолочный вентилятор (18)
Управление вентилятором (10)
Led (10)
Лампы (6)
Рендеринг в реальном времени · Физические единицы для света
Я полагаю, что у большинства из нас есть поверхностные знания о физических единицах для света. У нас есть некоторое представление о том, что такое люмены и канделы, возможно, мы слышали о нитах в отношении наших мониторов и , возможно, имеют смутное представление о том, что такое люкс.
Это был, по крайней мере, мой уровень понимания за последние 38 лет, что я в сфере компьютерной графики. Мое обычное отношение к источникам света было (и остается в большинстве случаев) «сделать их ярче», если сцена слишком тусклая. Честно говоря, это все, что обычно нужно большинству из нас.
За последние месяцы я многому научился в этой области, так как правильная спецификация источников света имеет решающее значение, если вы хотите, например, переместить полностью смоделированную сцену из одного приложения в другое или объединить данные реального мира. с синтетикой. API и программы с «0,7» или «90% яркости» или другие относительные единицы не взламывают его, так как они не привязаны к какому-либо физическому смыслу. Итак, вот мой краткий обзор четырех основных осветительных приборов с другими, упомянутыми по пути. Я сосредоточен на практическом использовании этих устройств в реальном мире. Часть этих знаний далась мне с трудом. Люкс, в частности, — это термин, который меня ввели в заблуждение на многих страницах в Интернете, пытающихся дать ему определение.
Моя благодарность Луке Фашионе и Андерсу Лэнглендсу, в частности, за то, что они меня поправляли. У меня все еще могут быть ошибки в этом посте (хотя я очень стараюсь этого не делать), так что скажите мне, если они есть, и я их исправлю: [email protected]
Книга PBR дает основы учебника, начиная с радиометрических единиц и заканчивая фотометрическими. Вот их полезная таблица:
Подобные таблицы вы найдете во многих других местах, в том числе на странице 272 нашей собственной книги. Мне у них больше нравится: больше колонок. Радиометрия имеет дело с любым электромагнитным излучением – радио, микроволнами, рентгеновскими лучами и т. д.; фотометрические факторы того, как наши глаза реагируют на свет, описываемые функцией светоотдачи (ну, функции: есть фотопическая функция для ярко освещенных условий и скотопическая для тусклых). Я ориентируюсь на фотометрические единицы.
Лучистая энергия: как говорится, энергия, некоторое общее количество радиации, в основном. Световая энергия: такая же, измененная в зависимости от реакции глаза. Что касается графики, я говорю «забудьте о них» — я никогда не видел, чтобы энергия (против мощности) использовалась для света в области компьютерной графики. Все последующие единицы даны в терминах «в секунду», и именно их вы увидите при описании света в реальном мире и компьютерной графике. Прочь, Талботс!
Световой поток: измеряется в люменах , это то, что вы увидите на коробке большинства лампочек, которые вы покупаете в настоящее время. Это сила света. Думайте об этом как о количестве фотонов, испускаемых в секунду, опять же, модулированном функцией световой эффективности. Лампы накаливания продаются (продавались) как «60 Вт» или аналогичные. Этот рейтинг относится к поступающему количеству энергии, а не к тому, что производит сама лампа. Поскольку светодиодные лампы в 6 и более раз эффективнее преобразуют мощность в свет, чем лампы накаливания, вы увидите на упаковке «эквивалент 60 Вт — 800 люмен», поскольку такие светодиоды на самом деле потребляют около 9Вт.
Это отношение люменов к ваттам и есть светоотдача, не путать со светоотдачей, отмеченной ранее. Добро пожаловать в первый из многих случаев, когда в английском языке в основном не хватает слов для описания света, что приводит к множеству похожих по звучанию терминов (и я даже не буду обсуждать «существующее сияние» и «сияющее излучение» — см. PBR). Это все, что вам нужно знать об основных лампочках.
Если вам интересно, как производители измеряют световой поток в лампах, которые они производят, спуститесь в кроличью нору с интегрирующей сферой. Изобретен около 1900, вы ставите лампочку в одну часть и детектор в другую. Чтобы исключить какую-либо направленность источника света, его фотоны обычно делают 10-25 разбросов внутри сферы, прежде чем будут обнаружены. Этот геометрический ряд разбросов сходится к простой формуле и дает результирующее значение люменов. Эти устройства также можно использовать для измерения отражательной способности материалов. Купите один сейчас или создайте свой собственный (нет, не делайте ни того, ни другого).
Сила света: измеряется в канделах (сокращенно cd ). Вы можете знать, что лампочка дает 800 люмен, но это общая мощность. Даже у лампочки есть цоколь, где она вкручивается в патрон, так что свет не идет в этом направлении. Скорее всего, вы хотели бы знать, сколько фотонов в секунду (опять же, модулированных функцией светоотдачи для наших глаз) движется в определенном направлении. Это более точная мера того, сколько света получает поверхность, делящая люмены на «фактически излучающую» часть лампы.
Из нашей таблицы видно, что кандела — это люмен, деленный на стерадиан, sr , мера телесного угла. Для идеального точечного света, излучающего одинаково во всех направлениях, мы получаем силу света, разделив световой поток на телесный угол сферы, который равен 4*pi стерадиан, поэтому 800 люмен/12,57 ср = 63,6 кандел. Однако настоящая лампочка имеет цоколь, который блокирует излучение. Например, эта лампа говорит, что излучает более 150 градусов (из 180).
Используя этот калькулятор, подставив 300 градусов (150 * 2), эффективная сила света лампы составит 68,2 кд, что немного выше нашей оценки 63,6 «изотропного излучателя».
Прожекторы, фонарики, лазерные указки и другие источники направленного света наиболее разумно описывать в канделах, иногда как «максимальная мощность свечи луча» (MBCP). Представьте, что у нас есть фонарик, который, по описанию, дает 100 люмен с лучом шириной 20 градусов. По калькулятору это даст 1047 кд — довольно ярко. Как ни странно, большинство потребительских фонариков и им подобных продаются в люменах, а не в канделах. Я полагаю, это потому, что мы только привыкаем к люменам на упаковке наших лампочек и понятия не имеем, что такое канделы. Но угол луча имеет значение: если фонарик на 100 люмен вместо этого имеет равномерный луч 10 градусов, интенсивность увеличивается до 4182 кд. Вот, на самом деле, фонарик в этом роде, тот, который указан как 100 люмен и 4200 кд, поэтому я предполагаю, что угол его луча действительно составляет 10 градусов.
Обратите внимание, что вы также увидите абсолютную ложь, например, этот фонарик на миллион люменов. Для сравнения, самый мощный самодельный фонарик, который я знаю, — это забавный монстр с яркостью 1,4 миллиона люмен.
Более сложный и точный способ описания светового излучения — предоставить профиль IES (другой набор IES здесь). Профиль представляет собой простой текстовый файл, описывающий испускаемые канделы в виде широты-долготы или отображения. Дополнительную информацию о формате можно найти здесь, здесь и здесь для начала. Или просто перейдите сюда (спасибо BellaRender за наводку) .
Бесплатные общедоступные «художественные» профили IES от RenderMan.Кандела, кстати, действительно связана со свечой. В настоящее время это имеет причудливое физическое определение, но раньше это были такие вещи, как «одна сила свечи — это свет, излучаемый свечой из чистого спермацета, весом в одну шестую фунта и горящей со скоростью 120 гран в час».
К счастью для всех участников, нам больше не нужны киты, чтобы понять, что такое кандела.
Wikimedia Освещенность: измеряется в люксах . Вот где Интернет представляет собой болото плохо написанной, запутанной или просто вводящей в заблуждение информации. Этот блок является основной причиной, по которой я пишу эту статью. Освещенность зависит исключительно от трех вещей: положения детектора и ориентации и его формы (но не размера). Я видел слишком много страниц, где такие вещи, как освещенность, означают «сколько света получает область» — нет, область не имеет значения. Есть и другие упоминания, относящиеся к единице измерения в люксах и канделах, когда свет (каким-то образом) освещает (всего) квадратный метр на расстоянии метра — технически правильно, но бесполезно для понимания.
Я не уверен, поможет это или навредит: представьте, что у вас есть маленький плоский кусочек чего-то, что улавливает видимый свет, на какой-то поверхности. Он весело записывает некоторое количество фотонов в секунду, взвешенных по функции светоотдачи, как обычно.
Разделите это взвешенное значение на количество квадратных метров, покрываемых вашим детектором, и вы получите освещенность (в той или иной форме — вам действительно понадобится некоторая константа для преобразования в люксы). Вы делите на размер детектора, поэтому все, что осталось, — это его местоположение и направление, в котором он указывает. В фотографии это «измеритель падающего света», отдельное устройство, которое вы помещаете в свою сцену и указываете направление, в отличие от «измерителя отраженного света», которым является ваш встроенный в камеру экспонометр.
В Википедии есть особенно хорошая подробная страница об экспонометрах, которые используются для определения освещенности в сцене. Основные моменты: полусферическая форма рецептора более полезна в фотографии, чем плоский детектор — ваши объекты, скорее всего, представляют собой изогнутые поверхности, указывающие в нескольких направлениях, а не плоские и указывающие в одном направлении. Эта форма полусферы приводит к кардиоидному спаду с углом (вместо косинуса для плоского детектора).
Существует «постоянная C», которая варьируется в зависимости от метра падающего света, это вопрос вкуса в значении экспозиции. Я себе, для прикола, купил дешевый люксметр, который выдает значения в люксах, правда у него сомнительная форма рецептора (полусфера утоплена в черную чашу — что?). Тем не менее, направьте его на солнце, и это даст разумное значение. Обновление: есть приложения для измерения освещенности с помощью телефона — понятия не имею, насколько они хороши.
В то время как люмены и канделы напрямую связаны со светом и ничем иным, люксы связаны с освещенной сценой. Входящие фотоны откуда угодно. Различные среды имеют разные типичные диапазоны люкс; вот довольно разумная типичная таблица в Википедии. Обратите внимание, что диапазон освещенности невероятен: от 0,3 люкс при полной луне до 100 000 люкс при прямом солнечном свете. Остерегайтесь, однако, Интернета, так как в этой аналогичной таблице, также в Википедии, говорится, что полный дневной свет составляет всего 10 000 люкс — разница в 10 раз! ( Обновление : я исправил эту таблицу в Википедии, добавив в нее «Солнечный свет» и напрямую сославшись на этот первоисточник.
) В данном случае я думаю, что эта вторая таблица просто неверна. Но также помните, что направление падающего метра имеет значение. Прямо вверх даст другое чтение, чем, например, направив его прямо на солнце (если, конечно, солнце не находится прямо над головой). Для проектирования внутреннего пространства вы увидите такие термины, как «горизонтальная освещенность», например, для стола или другой рабочей поверхности, и «вертикальная освещенность» для того, какое освещение получает стена или что-то подобное.
Часть дисперсии, которую я вижу в этих таблицах, я думаю, зависит от того, что вы измеряете. Например, в этой таблице, еще одной в Википедии, полнолуние в ясную ночь указано как 0,25 люкс (ну, 25 децилюкс), а лунный свет — как 1 люкс. Я предполагаю, что последнее включает в себя отражения от окружения, включая облака, т. е. прямое или глобальное освещение. Как и луна, огни иногда оцениваются в люксах. Кинорежиссера, фотографа или сценографа может не заботить свет в люменах или канделах, а скорее заботиться о том, сколько света достигает объекта.
Например, световые панели описываются такими терминами, как «Lume Cube 2.0 излучает 750 люкс на расстоянии 1 м». Люкс также удобен для Солнца и Луны, где ни одна другая единица не имеет чертовски большого смысла (или имеет гораздо больше нулей), и где расстояние от источника практически постоянно и поэтому может быть проигнорировано. Преобразование для местного освещения легко: разделите канделы на квадрат расстояния, и вы получите люксы для света (при условии, что приемник обращен к свету). Для зонального освещения полезно правило пятикратного увеличения. 92) – описывает люкс, но не называется люкс при использовании для излучения. В этом случае область излучает определенное количество видимого света, снова деленное на площадь. При излучении это называется световым излучением или световым излучением. Тем не менее, этот вид излучения площади часто лучше описывается нашей последней физической единицей…
Яркость: измеряется в нитах (ну, канделы на квадратный метр — «ниты» не являются официальной частью системы СИ, но это единица обычно используется; есть много неясных единиц для яркости, которые я редко видел в использовании).
Яркость — это мера света в заданном направлении. Когда вы делаете снимок, вы фиксируете яркость (ну, после преобразования в оттенки серого). Ваша камера, конечно, настраивает экспозицию так, чтобы мы могли видеть что-то разумное, но она принимает яркость каждого пикселя и каким-то образом переназначает это значение. Когда вы позволяете своей камере использовать свой измеритель отраженного света через объектив, чтобы выяснить, насколько экспонировать снимок, вы зависите от некоторого среднего, взвешенного или точечного показания яркости, которое она обнаруживает. Кроме того, измерение яркости не всегда является отличным способом съемки фотографий. В этой статье объясняется — и приводятся практические примеры — почему использование измерителя падающего света для регистрации освещенности может быть лучше.
«Нит» происходит от латинского nitere , сиять. Это название единицы часто используется для характеристики яркости плоских экранов (хотя я не буду вас останавливать, если вы используете его для любой поверхности, например, отражателя).
Например, яркость мониторов, ноутбуков и мобильных устройств обычно составляет 200–300 нит, хотя у 13-дюймового MacBook максимальная яркость составляет 548 нит. Телевизоры могут иметь яркость 1000 нит и более. Солнце составляет около 1,6 миллиарда нит. Нить накала (крохотная площадь) прозрачной лампочки накаливания — 7 миллионов нит (видео, где я увидел это число, забыл — обновление : книга Vision говорит на с. 54, что это миллион мл, что составляет около 3 миллионов нит). Эта единица имеет смысл в качестве меры для площадных источников света. Тем не менее, будьте осторожны, чтобы не предположить, что угол не имеет значения. Как показано на этой странице, под углом 70 градусов от перпендикуляра «яркость» на реальных дисплеях составляет от 50% до 75% от максимального значения нит.
Яркость поверхности постоянна в любом направлении, независимо от расстояния. Подумайте о том, чтобы смотреть на синий экран смерти (BSOD, для фанатов) в затемненной комнате — действительно, предположим, что экран весь синий.
Вы подходите ближе к монитору. В то время как вы сами больше освещены им, так как вы находитесь ближе к источнику света, ни одно место на самом экране не становится ярче. Синий остается постоянным; когда вы приближаетесь к нему, в вашем поле зрения становится больше его.
Радиометрический эквивалент «яркости» — «сияние». физически основанный рендерер обычно использует для внутренних вычислений (или спектрального излучения, но я стараюсь держаться подальше от спектров и цвета в этом и без того длинном посте). Для нас это ключевая величина, так как она не зависит от расстояния. Когда мы выпускаем луч из глаза, наша цель — вычислить яркость этого луча для отображения. Если мы рендерим BSOD-монитор, приближение просто означает, что его излучение покрывает больше пикселей изображения, которое мы формируем, а не то, что какой-либо пиксель становится ярче. Это, конечно, работает для любого просматриваемого объекта (без учета атмосферных эффектов): вы смотрите на стены Зеленого монстра (эй, я живу рядом с Бостоном), не важно, находитесь ли вы за домашней тарелкой или в дешевых местах , это одинаковое количество зеленого в любом заданном направлении.
Последний блок — готово! И моя просьба: старайтесь избегать использования слова «интенсивность» в пользовательском интерфейсе и документации, если вы не имеете в виду силу света. Я, вероятно, борюсь с волной здесь (я однажды пытался; было слишком поздно), но «интенсивность» имеет реальное физическое значение, означающее «силу света» и канделы. Я бы использовал «яркость» или, возможно, «множитель», если вы используете нефизический свет и просто хотите настроить его эффект. Подумайте о детях!
Ваше домашнее задание: если бы вы создавали систему рендеринга, основанную на физических характеристиках, какие единицы измерения вы бы использовали для источников света? Точечный, прожекторный, направленный (в бесконечности) свет, окружающий свет (купольное или основанное на изображении освещение, также известное как IBL) и зональные источники света различных типов (подразделяются на плоские и другие, если хотите). Некоторые из них довольно очевидны, по крайней мере для меня, некоторые сложны, некоторые могут допускать несколько представлений, сохраняя некоторое значение постоянным.
