Мерни единици за лумени. Какво е лумен и как да го измерим

Осветеността е светлинна стойност, която определя количеството светлина, което влиза в определена повърхност на тялото. Зависи от дължината на вълната на светлината, тъй като човешкото око възприема яркостта на светлинните вълни с различна дължина, тоест различни цветове, по различен начин. Осветлението се изчислява отделно за вълни с различна дължина, тъй като хората възприемат светлина с дължина на вълната 550 нанометра (зелена), а цветовете, които са в близост в спектъра (жълто и оранжево), са най-ярките. Светлината, образувана от по-дълги или по-къси вълни (виолетова, синя, червена), се възприема като по-тъмна. Често осветлението се свързва с концепцията за яркост.

Осветеността е обратно пропорционална на зоната, върху която пада светлината. Тоест при осветяване на повърхността със същата лампа осветяването на по-голяма площ ще бъде по-малко от осветеността на по-малка площ.

Разликата между яркостта и светлината

Осветеност на яркостта

На руски език думата "яркост" има две значения. Яркостта може да означава физическо количество, тоест характеристика на светещи тела, равна на съотношението на интензитета на светлината в определена посока към прогнозираната площ на светещата повърхност в равнина, перпендикулярна на тази посока. Той може също така да дефинира по-субективна концепция за обща яркост, която зависи от много фактори, например характеристиките на очите на този, който гледа на тази светлина, или количеството светлина в околната среда. Колкото по-малко светлина наоколо, толкова по-ярка изглежда светлинният източник. За да не объркате тези две понятия с осветление, струва си да запомните, че:

яркост   характеризира светлината отразено   от повърхността на светещо тяло или изпратена от тази повърхност;

излагане на светлина   характеризира падане   светлина върху осветената повърхност.

В астрономията яркостта характеризира както излъчващата (звездите), така и отразяващата (планетите) способност на повърхността на небесните тела и се измерва по фотометричната скала на звездна яркост. Освен това, колкото по-ярка е звездата, толкова по-ниска е величината на нейната фотометрична яркост. Най-ярките звезди имат отрицателна величина на звездна яркост.

мерни единици

Осветеността най-често се измерва в единици SI. апартаменти, Един лукс се равнява на един лумен на квадратен метър. Тези, които предпочитат имперските пред метричните единици, използват светлината за измерване кандила на крака, Често се използва във фотографията и киното, както и в някои други области. Крак в името се използва, тъй като една крачка кандела показва осветеността на една повърхност на кандела в един квадратен крак, която се измерва на разстояние един крак (малко повече от 30 см).

фотометър

Фотометърът е устройство, което измерва светлината. Обикновено светлината навлиза във фотодетектора, се преобразува в електрически сигнал и се измерва. Понякога има фотометри, които работят на различен принцип. Повечето фотометри показват информация за осветеността в лукс, въпреки че понякога се използват и други устройства. Фотометрите, наречени измерватели на експозицията, помагат на фотографите и операторите да определят скоростта на затвора и блендата. В допълнение, фотометрите се използват за определяне на безопасно осветяване на работното място, в растениевъдството, в музеите и в много други индустрии, където е необходимо да се знае и поддържа определена осветеност.

Осветеност и безопасност на работното място

Работата в тъмна стая заплашва с увреждане на зрението, депресия и други физиологични и психологически проблеми. Ето защо много правила за защита на труда включват изисквания за минимална безопасна осветеност на работното място. Измерванията обикновено се извършват с фотометър, който дава крайния резултат в зависимост от зоната на разпространение на светлината. Това е необходимо, за да се осигури достатъчно осветление в цялата стая.

Осветление във фото и видео

Повечето съвременни камери имат вградени експонатори, които опростяват работата на фотографа или оператора. Измервател на експозицията е необходим, за да може фотографът или операторът да определи колко светлина трябва да бъде предадена на филма или фотоматрицата, в зависимост от осветеността на обекта. Осветлението в пакети се преобразува с измерител на експозицията в възможни комбинации от скорост на затвора и бленда, които след това се избират ръчно или автоматично, в зависимост от това как е конфигурирана камерата. Обикновено предлаганите комбинации зависят от настройките в камерата, както и от това, което фотографът или операторът иска да изобрази. В студиото и на снимачната площадка често се използва външен или вграден измерител на експозицията, за да се определи дали използваните източници на светлина осигуряват достатъчно осветление.

За да получите добри снимки или видео при лоши условия на осветление, трябва да има достатъчно светлина върху филма или фотоматрицата. Това не е трудно да се постигне с камерата - просто трябва да настроите правилната експозиция. С видеокамерите ситуацията е по-сложна. За висококачествено видео обикновено трябва да инсталирате допълнително осветление, в противен случай видеото ще бъде твърде тъмно или със силен цифров шум. Това не винаги е възможно. Някои видеокамери са специално проектирани за снимане при условия на слаба осветеност.

Камери за снимане при слаба осветеност

Има два вида камери за снимане при условия на слаба осветеност: някои използват оптиката на по-високо ниво, докато други използват по-напреднала електроника. Оптиката пропуска повече светлина в обектива, а електрониката обработва дори онази малка светлина, която влиза в камерата по-добре. Обикновено именно с електрониката се свързват описаните по-долу проблеми и странични ефекти. Оптичната диафрагма ви позволява да снимате видео с по-високо качество, но недостатъците му са допълнителното тегло поради голямото количество стъкло и значително по-високата цена.

В допълнение, качеството на снимане се влияе от едноматричната или триматричната фото матрица, инсталирана във видео и камери. В триматрична матрица цялата постъпваща светлина се разделя с помощта на призма на три цвята - червен, зелен и син. Качеството на изображението в тъмни условия е по-добро при триматричните камери, отколкото при едноматричните, тъй като по-малко светлина се разсейва при преминаване през призмата, отколкото когато се обработва от филтър в едноматрична камера.

Има два основни типа фотоматрици - на устройства, свързани с зареждане (CCD) и изработени въз основа на CMOS технология (допълващ полупроводник с метален оксид). Първият обикновено има сензор, който приема светлина и процесор, който обработва изображението. В CMOS сензорите сензорът и процесорът обикновено се комбинират. В условия на недостатъчно осветеност камерите с CCD масиви обикновено дават изображението с по-добро качество, а предимствата на CMOS масивите са, че те са по-евтини и консумират по-малко енергия.

Размерът на фотоматрицата също влияе върху качеството на изображението. Ако снимането се извършва с малко количество светлина, тогава колкото по-голяма е матрицата - толкова по-добро е качеството на изображението и колкото по-малка е матрицата - толкова повече проблеми с изображението - цифров шум се появява върху него. По-големите матрици са инсталирани в по-скъпи камери и те изискват по-мощна (и в резултат на това тежка) оптика. Камери с такива матрици ви позволяват да снимате професионално видео. Например, наскоро редица филми се появиха напълно заснети на камери като Canon 5D Mark II или Mark III, в които размерът на матрицата е 24 х 36 мм.

Обикновено производителите посочват при какви минимални условия може да работи камерата, например с осветеност от 2 лукса. Тази информация не е стандартизирана, тоест производителят сам решава кой видеоклип да счита за висококачествен. Понякога две камери с един и същ индикатор за минимална осветеност дават различно качество на снимане. Алиансът за електронна индустрия EIA (от Английската асоциация за електронни индустрии) в Съединените щати предложи стандартизирана система за определяне на фоточувствителността на камерите, но досега тя се използва само от някои производители и не е общоприета. Ето защо, често, за да сравните две камери с еднакви светлинни характеристики, трябва да ги опитате в действие.

В момента всяка камера, дори проектирана да работи при условия на слаба осветеност, може да даде картина с ниско качество, с висока зърненост и последваща светлина. За да разрешите някои от тези проблеми, можете да предприемете следните стъпки:

• Снимайте върху статив;
• Работа в ръчен режим;
• Не използвайте режима с променливо фокусно разстояние, а вместо това преместете камерата възможно най-близо до обекта;
• Не използвайте автоматично фокусиране и автоматичен избор на ISO - с по-висока ISO стойност, шумът се увеличава;
• Снимайте със скорост на затвора 1/30;
• Използвайте околната светлина;
• Ако не е възможно да инсталирате допълнително осветление, използвайте цялата възможна светлина наоколо, като например улични светлини и лунна светлина.

Въпреки липсата на стандартизация на чувствителността на камерите към светлината, за нощно снимане все още е по-добре да изберете камера, която показва, че тя работи с 2 лукса или по-ниска. Трябва също да се помни, че дори ако камерата наистина снима добре в тъмни условия, нейната чувствителност към светлина, посочена в апартаменти, е чувствителността към светлина, насочена към обекта, но камерата всъщност получава светлина, отразена от обекта. По време на отражението част от светлината се разсейва и колкото по-далеч е камерата от обекта, толкова по-малко светлина навлиза в обектива, което влошава качеството на снимане.

Номер на експозицията

Номер на експозицията   (Английска стойност на експозицията, EV) - цяло число, характеризиращо възможните комбинации откъси   и апертура   в снимка, филм или видеокамера. Всички комбинации от скорост на затвора и бленда, при които същото количество светлина влиза във филма или фоточувствителната матрица, имат един и същи номер на експозиция.

Няколко комбинации от скорост на затвора и бленда в камерата с един и същ номер на експозиция правят възможно получаването на приблизително еднакво изображение по плътност. Изображенията обаче ще бъдат различни. Това се дължи на факта, че при различни стойности на блендата дълбочината на рязко изобразеното пространство ще бъде различна; при различна скорост на затвора изображението върху филма или матрицата ще бъде в различно време, в резултат на което ще бъде замъглено до различна степен или изобщо не се размива. Например комбинациите f / 22 - 1/30 и f / 2.8 - 1/2000 се характеризират с един и същи номер на експозиция, но първото изображение ще има голяма дълбочина на полето и може да е размазано, а второто ще има малка дълбочина на полето и е напълно възможно няма да бъде смазана изобщо.

По-високи стойности на EV се използват, ако обектът е по-добре осветен. Например, номерът на експозиция (при чувствителност ISO 100) EV100 \u003d 13 може да се използва при снимане на пейзаж, ако има облачност в небето, а EV100 \u003d –4 е подходящ за снимане на ярка полярност.

По дефиниция,

EV \u003d лог 2 ( N 2 /т)

2 EV \u003d N 2 /т, (1)

  където
• N   - стойност на блендата (например: 2; 2,8; 4; 5,6 и т.н.)
• т   - експозиция за секунди (например: 30, 4, 2, 1, 1/2, 1/4, 1/30, 1/100 и т.н.)

Например, за комбинация от f / 2 и 1/30, номерът на експозицията

EV \u003d log 2 (2 2 / (1/30)) \u003d log 2 (2 2 × 30) \u003d 6.9 ≈ 7.

Този номер може да се използва за заснемане на нощни сцени и осветени витрини. F / 5.6 с 1/250 скорост на затвора дава стойност на експозицията

EV \u003d log 2 (5.6 2 / (1/250)) \u003d log 2 (5.6 2 × 250) \u003d log 2 (7840) \u003d 12.93 ≈ 13,

който може да се използва за заснемане на пейзаж с облачно небе и без сенки.

Трябва да се отбележи, че аргументът на логаритмичната функция трябва да е безразмерен. При определяне на експозиционния номер EV, размерът на знаменателя във формула (1) се игнорира и се използва само числовата стойност на скоростта на затвора в секунди.

Връзката на номера на експозицията с яркостта и осветеността на обекта

Определяне на експозицията чрез яркостта на светлината, отразена от обекта

Когато използвате измервателни уреди или светломери, които измерват отразената от обекта светлина, скоростта на затвора и блендата са свързани с яркостта на обекта със следното съотношение:

N 2 /т = LS/K (2)

• N   - номер на блендата;
• т   - експозиция за секунди;
• L   - средна яркост на сцената в кандели на квадратен метър (cd / m²);
• S   - аритметичната стойност на фоточувствителността (100, 200, 400 и т.н.);
• K   - коефициент на калибриране на измерител за експозиция или светломер за отразена светлина Canon и Nikon използват K \u003d 12.5.

От уравнения (1) и (2) получаваме номера на експозицията

EV \u003d лог 2 ( LS/K)

2 EV \u003d LS/K

при K   \u003d 12,5 и ISO 100, имаме следното уравнение за яркост:

2 EV \u003d 100 L/12.5 = 8L

L   \u003d 2 EV / 8 \u003d 2 EV / 2 3 \u003d 2 EV - 3.

Осветителни тела и музейни експонати

Скоростта, с която музейните експонати разлагат, избледняват и по друг начин се влошават, зависи от осветеността им и силата на светлинните източници. Служителите на музея измерват осветеността на експонатите, за да гарантират, че безопасното количество светлина навлиза в експонатите, както и да осигурят достатъчно светлина за посетителите, за да могат добре да видят експоната. Осветлението може да се измери с фотометър, но в много случаи не е лесно, тъй като трябва да бъде възможно най-близо до експоната, а за това често е необходимо да премахнете защитното стъкло и да изключите алармата, а също така да получите разрешение за това. За да улеснят задачата, музейните работници често използват фотоапарати като фотометри. Разбира се, това не е заместител на точните измервания в ситуация, при която се открива проблем с количеството светлина, което пада върху експоната. Но за да се провери дали е необходима по-сериозна проверка с фотометър, камерата е напълно достатъчна.

Експозицията се определя от камерата въз основа на индикации за осветеност и, знаейки експозицията, можете да намерите осветлението, като направите няколко прости изчисления. В този случай служителите на музея използват или формула, или таблица с превод на експозицията в светлинни единици. По време на изчисленията не забравяйте, че камерата поглъща част от светлината и вземете това предвид в крайния резултат.

Осветление в други области на дейност

Градинарите и производителите знаят, че растенията се нуждаят от светлина за фотосинтеза и знаят колко светлина се нуждае от всяко растение. Те измерват осветеността в оранжерии, градини и зеленчукови градини, за да се уверят, че всяко растение получава достатъчно светлина. Някои използват фотометри за това.

Осветеността е светлинна стойност, която определя количеството светлина, което влиза в определена повърхност на тялото. Зависи от дължината на вълната на светлината, тъй като човешкото око възприема яркостта на светлинните вълни с различна дължина, тоест различни цветове, по различен начин. Осветлението се изчислява отделно за вълни с различна дължина, тъй като хората възприемат светлина с дължина на вълната 550 нанометра (зелена), а цветовете, които са в близост в спектъра (жълто и оранжево), са най-ярките. Светлината, образувана от по-дълги или по-къси вълни (виолетова, синя, червена), се възприема като по-тъмна. Често осветлението се свързва с концепцията за яркост.

Осветеността е обратно пропорционална на зоната, върху която пада светлината. Тоест при осветяване на повърхността със същата лампа осветяването на по-голяма площ ще бъде по-малко от осветеността на по-малка площ.

Разликата между яркостта и светлината

Осветеност на яркостта

На руски език думата "яркост" има две значения. Яркостта може да означава физическо количество, тоест характеристика на светещи тела, равна на съотношението на интензитета на светлината в определена посока към прогнозираната площ на светещата повърхност в равнина, перпендикулярна на тази посока. Той може също така да дефинира по-субективна концепция за обща яркост, която зависи от много фактори, например характеристиките на очите на този, който гледа на тази светлина, или количеството светлина в околната среда. Колкото по-малко светлина наоколо, толкова по-ярка изглежда светлинният източник. За да не объркате тези две понятия с осветление, струва си да запомните, че:

яркост   характеризира светлината отразено   от повърхността на светещо тяло или изпратена от тази повърхност;

излагане на светлина   характеризира падане   светлина върху осветената повърхност.

В астрономията яркостта характеризира както излъчващата (звездите), така и отразяващата (планетите) способност на повърхността на небесните тела и се измерва по фотометричната скала на звездна яркост. Освен това, колкото по-ярка е звездата, толкова по-ниска е величината на нейната фотометрична яркост. Най-ярките звезди имат отрицателна величина на звездна яркост.

мерни единици

Осветеността най-често се измерва в единици SI. апартаменти, Един лукс се равнява на един лумен на квадратен метър. Тези, които предпочитат имперските пред метричните единици, използват светлината за измерване кандила на крака, Често се използва във фотографията и киното, както и в някои други области. Крак в името се използва, тъй като една крачка кандела показва осветеността на една повърхност на кандела в един квадратен крак, която се измерва на разстояние един крак (малко повече от 30 см).

фотометър

Фотометърът е устройство, което измерва светлината. Обикновено светлината навлиза във фотодетектора, се преобразува в електрически сигнал и се измерва. Понякога има фотометри, които работят на различен принцип. Повечето фотометри показват информация за осветеността в лукс, въпреки че понякога се използват и други устройства. Фотометрите, наречени измерватели на експозицията, помагат на фотографите и операторите да определят скоростта на затвора и блендата. В допълнение, фотометрите се използват за определяне на безопасно осветяване на работното място, в растениевъдството, в музеите и в много други индустрии, където е необходимо да се знае и поддържа определена осветеност.

Осветеност и безопасност на работното място

Работата в тъмна стая заплашва с увреждане на зрението, депресия и други физиологични и психологически проблеми. Ето защо много правила за защита на труда включват изисквания за минимална безопасна осветеност на работното място. Измерванията обикновено се извършват с фотометър, който дава крайния резултат в зависимост от зоната на разпространение на светлината. Това е необходимо, за да се осигури достатъчно осветление в цялата стая.

Осветление във фото и видео

Повечето съвременни камери имат вградени експонатори, които опростяват работата на фотографа или оператора. Измервател на експозицията е необходим, за да може фотографът или операторът да определи колко светлина трябва да бъде предадена на филма или фотоматрицата, в зависимост от осветеността на обекта. Осветлението в пакети се преобразува с измерител на експозицията в възможни комбинации от скорост на затвора и бленда, които след това се избират ръчно или автоматично, в зависимост от това как е конфигурирана камерата. Обикновено предлаганите комбинации зависят от настройките в камерата, както и от това, което фотографът или операторът иска да изобрази. В студиото и на снимачната площадка често се използва външен или вграден измерител на експозицията, за да се определи дали използваните източници на светлина осигуряват достатъчно осветление.

За да получите добри снимки или видео при лоши условия на осветление, трябва да има достатъчно светлина върху филма или фотоматрицата. Това не е трудно да се постигне с камерата - просто трябва да настроите правилната експозиция. С видеокамерите ситуацията е по-сложна. За висококачествено видео обикновено трябва да инсталирате допълнително осветление, в противен случай видеото ще бъде твърде тъмно или със силен цифров шум. Това не винаги е възможно. Някои видеокамери са специално проектирани за снимане при условия на слаба осветеност.

Камери за снимане при слаба осветеност

Има два вида камери за снимане при условия на слаба осветеност: някои използват оптиката на по-високо ниво, докато други използват по-напреднала електроника. Оптиката пропуска повече светлина в обектива, а електрониката обработва дори онази малка светлина, която влиза в камерата по-добре. Обикновено именно с електрониката се свързват описаните по-долу проблеми и странични ефекти. Оптичната диафрагма ви позволява да снимате видео с по-високо качество, но недостатъците му са допълнителното тегло поради голямото количество стъкло и значително по-високата цена.

В допълнение, качеството на снимане се влияе от едноматричната или триматричната фото матрица, инсталирана във видео и камери. В триматрична матрица цялата постъпваща светлина се разделя с помощта на призма на три цвята - червен, зелен и син. Качеството на изображението в тъмни условия е по-добро при триматричните камери, отколкото при едноматричните, тъй като по-малко светлина се разсейва при преминаване през призмата, отколкото когато се обработва от филтър в едноматрична камера.

Има два основни типа фотоматрици - на устройства, свързани с зареждане (CCD) и изработени въз основа на CMOS технология (допълващ полупроводник с метален оксид). Първият обикновено има сензор, който приема светлина и процесор, който обработва изображението. В CMOS сензорите сензорът и процесорът обикновено се комбинират. В условия на недостатъчно осветеност камерите с CCD масиви обикновено дават изображението с по-добро качество, а предимствата на CMOS масивите са, че те са по-евтини и консумират по-малко енергия.

Размерът на фотоматрицата също влияе върху качеството на изображението. Ако снимането се извършва с малко количество светлина, тогава колкото по-голяма е матрицата - толкова по-добро е качеството на изображението и колкото по-малка е матрицата - толкова повече проблеми с изображението - цифров шум се появява върху него. По-големите матрици са инсталирани в по-скъпи камери и те изискват по-мощна (и в резултат на това тежка) оптика. Камери с такива матрици ви позволяват да снимате професионално видео. Например, наскоро редица филми се появиха напълно заснети на камери като Canon 5D Mark II или Mark III, в които размерът на матрицата е 24 х 36 мм.

Обикновено производителите посочват при какви минимални условия може да работи камерата, например с осветеност от 2 лукса. Тази информация не е стандартизирана, тоест производителят сам решава кой видеоклип да счита за висококачествен. Понякога две камери с един и същ индикатор за минимална осветеност дават различно качество на снимане. Алиансът за електронна индустрия EIA (от Английската асоциация за електронни индустрии) в Съединените щати предложи стандартизирана система за определяне на фоточувствителността на камерите, но досега тя се използва само от някои производители и не е общоприета. Ето защо, често, за да сравните две камери с еднакви светлинни характеристики, трябва да ги опитате в действие.

В момента всяка камера, дори проектирана да работи при условия на слаба осветеност, може да даде картина с ниско качество, с висока зърненост и последваща светлина. За да разрешите някои от тези проблеми, можете да предприемете следните стъпки:

• Снимайте върху статив;
• Работа в ръчен режим;
• Не използвайте режима с променливо фокусно разстояние, а вместо това преместете камерата възможно най-близо до обекта;
• Не използвайте автоматично фокусиране и автоматичен избор на ISO - с по-висока ISO стойност, шумът се увеличава;
• Снимайте със скорост на затвора 1/30;
• Използвайте околната светлина;
• Ако не е възможно да инсталирате допълнително осветление, използвайте цялата възможна светлина наоколо, като например улични светлини и лунна светлина.

Въпреки липсата на стандартизация на чувствителността на камерите към светлината, за нощно снимане все още е по-добре да изберете камера, която показва, че тя работи с 2 лукса или по-ниска. Трябва също да се помни, че дори ако камерата наистина снима добре в тъмни условия, нейната чувствителност към светлина, посочена в апартаменти, е чувствителността към светлина, насочена към обекта, но камерата всъщност получава светлина, отразена от обекта. По време на отражението част от светлината се разсейва и колкото по-далеч е камерата от обекта, толкова по-малко светлина навлиза в обектива, което влошава качеството на снимане.

Номер на експозицията

Номер на експозицията   (Английска стойност на експозицията, EV) - цяло число, характеризиращо възможните комбинации откъси   и апертура   в снимка, филм или видеокамера. Всички комбинации от скорост на затвора и бленда, при които същото количество светлина влиза във филма или фоточувствителната матрица, имат един и същи номер на експозиция.

Няколко комбинации от скорост на затвора и бленда в камерата с един и същ номер на експозиция правят възможно получаването на приблизително еднакво изображение по плътност. Изображенията обаче ще бъдат различни. Това се дължи на факта, че при различни стойности на блендата дълбочината на рязко изобразеното пространство ще бъде различна; при различна скорост на затвора изображението върху филма или матрицата ще бъде в различно време, в резултат на което ще бъде замъглено до различна степен или изобщо не се размива. Например комбинациите f / 22 - 1/30 и f / 2.8 - 1/2000 се характеризират с един и същи номер на експозиция, но първото изображение ще има голяма дълбочина на полето и може да е размазано, а второто ще има малка дълбочина на полето и е напълно възможно няма да бъде смазана изобщо.

По-високи стойности на EV се използват, ако обектът е по-добре осветен. Например, номерът на експозиция (при чувствителност ISO 100) EV100 \u003d 13 може да се използва при снимане на пейзаж, ако има облачност в небето, а EV100 \u003d –4 е подходящ за снимане на ярка полярност.

По дефиниция,

EV \u003d лог 2 ( N 2 /т)

2 EV \u003d N 2 /т, (1)

  където
• N   - стойност на блендата (например: 2; 2,8; 4; 5,6 и т.н.)
• т   - експозиция за секунди (например: 30, 4, 2, 1, 1/2, 1/4, 1/30, 1/100 и т.н.)

Например, за комбинация от f / 2 и 1/30, номерът на експозицията

EV \u003d log 2 (2 2 / (1/30)) \u003d log 2 (2 2 × 30) \u003d 6.9 ≈ 7.

Този номер може да се използва за заснемане на нощни сцени и осветени витрини. F / 5.6 с 1/250 скорост на затвора дава стойност на експозицията

EV \u003d log 2 (5.6 2 / (1/250)) \u003d log 2 (5.6 2 × 250) \u003d log 2 (7840) \u003d 12.93 ≈ 13,

който може да се използва за заснемане на пейзаж с облачно небе и без сенки.

Трябва да се отбележи, че аргументът на логаритмичната функция трябва да е безразмерен. При определяне на експозиционния номер EV, размерът на знаменателя във формула (1) се игнорира и се използва само числовата стойност на скоростта на затвора в секунди.

Връзката на номера на експозицията с яркостта и осветеността на обекта

Определяне на експозицията чрез яркостта на светлината, отразена от обекта

Когато използвате измервателни уреди или светломери, които измерват отразената от обекта светлина, скоростта на затвора и блендата са свързани с яркостта на обекта със следното съотношение:

N 2 /т = LS/K (2)

• N   - номер на блендата;
• т   - експозиция за секунди;
• L   - средна яркост на сцената в кандели на квадратен метър (cd / m²);
• S   - аритметичната стойност на фоточувствителността (100, 200, 400 и т.н.);
• K   - коефициент на калибриране на измерител за експозиция или светломер за отразена светлина Canon и Nikon използват K \u003d 12.5.

От уравнения (1) и (2) получаваме номера на експозицията

EV \u003d лог 2 ( LS/K)

2 EV \u003d LS/K

при K   \u003d 12,5 и ISO 100, имаме следното уравнение за яркост:

2 EV \u003d 100 L/12.5 = 8L

L   \u003d 2 EV / 8 \u003d 2 EV / 2 3 \u003d 2 EV - 3.

Осветителни тела и музейни експонати

Скоростта, с която музейните експонати разлагат, избледняват и по друг начин се влошават, зависи от осветеността им и силата на светлинните източници. Служителите на музея измерват осветеността на експонатите, за да гарантират, че безопасното количество светлина навлиза в експонатите, както и да осигурят достатъчно светлина за посетителите, за да могат добре да видят експоната. Осветлението може да се измери с фотометър, но в много случаи не е лесно, тъй като трябва да бъде възможно най-близо до експоната, а за това често е необходимо да премахнете защитното стъкло и да изключите алармата, а също така да получите разрешение за това. За да улеснят задачата, музейните работници често използват фотоапарати като фотометри. Разбира се, това не е заместител на точните измервания в ситуация, при която се открива проблем с количеството светлина, което пада върху експоната. Но за да се провери дали е необходима по-сериозна проверка с фотометър, камерата е напълно достатъчна.

Експозицията се определя от камерата въз основа на индикации за осветеност и, знаейки експозицията, можете да намерите осветлението, като направите няколко прости изчисления. В този случай служителите на музея използват или формула, или таблица с превод на експозицията в светлинни единици. По време на изчисленията не забравяйте, че камерата поглъща част от светлината и вземете това предвид в крайния резултат.

Осветление в други области на дейност

Градинарите и производителите знаят, че растенията се нуждаят от светлина за фотосинтеза и знаят колко светлина се нуждае от всяко растение. Те измерват осветеността в оранжерии, градини и зеленчукови градини, за да се уверят, че всяко растение получава достатъчно светлина. Някои използват фотометри за това.

лумен   (обозначение: lm, lm) - мерната единица на светещия поток в SI.

Броят на лумените показва колко светлина излъчва лампата във всички посоки. Колкото по-голям е броят на лумените, толкова повече светлина.

Един лумен е равен на светещия поток, излъчван от точков изотропен източник, със светещ интензитет, равен на една кандела, в плътен ъгъл на един стерадиан (1 lm \u003d 1 cd × sr). Общият светещ поток, генериран от изотропния източник, със светещ интензитет на една кандела, е 4π лумена.

Candela   (обозначение: cd, cd) - единица за измерване на светлинен интензитет в SI (от латинското кандела, свещ).

Броят на канделите показва колко светлина излъчва лампата в една посока, в която свети най-интензивно.

Една кандела е светещата интензивност в тази посока от източник на монохроматично излъчване с честота 540 * 1012 Hz (555 nm, зелена) с интензивност на излъчване в тази посока, равна на 1/683 W в твърд ъгъл, равен на един стерадиан.

Калкулатор за конвертиране на лумени в кандела

Преизчисляването се извършва по формулата:
   F v \u003d I * 2π (1-cos (α)), където
   F v - светещ поток
   I v - интензитет на светлината
   α - ъгъл на половин яркост

За да изчислите, въведете ъгъла и интензитета на светене (светещ поток). Моля, обърнете внимание, че резултатите от изчисленията зависят от оптичните параметри на светодиода и дават ориентировъчен резултат!

Светлинен поток от типични светлинни източници

Дадени са сравнителните параметри на някои източници на светлина, стойностите са приблизителни, само за сравнителна оценка.

Сила на излъчване, връзката на светлинната енергия (ватове) и светещия поток (лумена)

Важен параметър за оценка на енергийната ефективност на LED излъчвател е съотношението между излъчваната мощност и мощността, отделена под формата на топлина.

Светлината, излъчвана от светодиода, както знаете, има определена енергия, а енергията на светлината зависи от дължината на вълната. Силата на светлината обаче не е пропорционална на енергията на светлинното излъчване, а зависи от чувствителността на човешкото око. С други думи, силата на светлината е силата на светлинното излъчване, която е достъпна за човешкото око. За да преобразувате излъчената енергия (ватове) в светлинния поток (лумени), трябва да знаете дължината на вълната на излъчване и кривата на чувствителност на човешкото око. Лесно е да се предположи, че за монохромното излъчване този проблем може да бъде решен лесно, но за бял светодиод все още трябва да знаете спектъра на неговото излъчване и да извършите доста сложна интеграция.

Може да се прецени, че 1 W бял светодиод с ефективност 100 lm / W излъчва 0,4 W под формата на светлина и се разсейва 0,6 W под формата на топлина, а от консумирана 100 W лампа с нажежаема жичка излъчва само 6 W във видимия спектър (0 , 06 W на 1 W).

Енергията, консумирана от източника на светлина от захранването, не се превръща напълно в радиация. Това важи особено за LED лампите. В допълнение към загубите на енергия в самия светодиод се губи мощност в преобразувателя на енергия, част от светлината се забавя от оптиката - отражатели, дифузори, лещи. Когато използвате светодиод с ефективност 100 lm / W, ефективността на лампата рядко достига 80 lm / W, а за най-често срещаните продукти е 60-70 lm / W. В резултат съвременните лампи за масово производство са около 10 пъти по-ефективни от лампите с нажежаема жичка.

Ще разберете за това, като прочетете статията по-долу.

Lumen (lm, lm) - мерна единица за измерване на светещия поток в смятанената система (SI).

Един лумен е равен на светещия поток, излъчван от точков изотропен източник, със светещ интензитет, равен на една кандела, в плътен ъгъл на един стерадиан (1 lm \u003d 1 cd cf.). Общият светещ поток, създаден от изотропния източник, със светещ интензитет на една кандела, е 4 лумена.

Конвенционалната 100 W лампа с нажежаема жичка произвежда светещ поток от приблизително 1300 lm. Компактна 26 W флуоресцентна флуоресцентна лампа генерира светещ поток от приблизително 1600 lm.

Lumen - Общата светлинна мощност от източника. Това измерване обаче обикновено не отчита ефективността на фокусиране на отражателя или лещата и следователно не е директен параметър за оценка на яркостта или полезните характеристики на лъча на фенерчето. Широкият светлинен лъч може да има същите лумени като тесно фокусиран. Лумените не могат да се използват за определяне на интензитета на лъча, тъй като оценката на лумените включва цялата разсеяна, безполезна светлина.

Lux (символ: lx, lx) - единица за измерване на осветеността в системата SI.

Лукс е равен на осветяването на повърхност от 1 м² със светещ поток от падащо лъчение, равен на 1 лумен.

Събрани са 100 лумена и се проектират върху квадратна площ от 1 метър.

Осветеността на зоната ще бъде 100 лукса.

Същите 100 лумена, насочени към 10 квадратни метра, ще дадат осветеност от 10 лукса.

Кандела (обозначение: cd, cd) е една от седемте основни измервателни единици на системата SI, равна на интензитета на светлината, излъчвана в дадена посока от източник на монохроматично излъчване с честота 540 · 1012 херца, енергийната интензивност на която в тази посока е (1/683) W / ср

Избраната честота съответства на зелено. Човешкото око има най-голяма чувствителност в този регион на спектъра. Ако радиацията има различна честота, тогава е необходима по-висока енергийна интензивност, за да се постигне една и съща интензивност на светлината.

Преди това кандела беше определена като силата на светлината, излъчвана от черно тяло, перпендикулярно на повърхност с площ от 1/60 см? в точката на топене на платина (2042,5 К). В настоящото определение коефициентът 1/683 е избран така, че новото определение да съответства на старото.

Интензитетът на светлината, излъчвана от свещ, е приблизително равен на една кандела (лат. Candela - свещ), следователно тази единица за измерване е наречена по-рано „свещ“, сега това име е остаряло и не се използва.

Как да разберете истинския светещ поток (лум), познавайки осветлението (лукс). Експерти от онлайн магазин W.Shop Lighting

Основни определения
На първо място ще дефинираме понятията за физическите величини, отношенията между които бихме искали да установим.

Количеството светещ поток (е)   дефинирана като радиационна сила на определен светлинен източник, предизвикваща определено светлинно усещане във зрителния орган на човек и измерена в   лумени (Lm.), Конвенционална 100-ватова лампа с нажежаема жичка например създава светещ поток от 1200 Lm , 26-ватова лампа за разряд се характеризира с 1600 лумена .

Под светлина E   разбира се съотношението на светлинния поток към единичната площ на осветената от него повърхност, тоест повърхностната му плътност.

Тази стойност се нормализира като правило в хоризонталната равнина; докато като използвани леки единици лукс (Lk.).

1 лукс съответства на светещ поток от 1 лумен, падащ върху 1 квадрат. метър от осветената зона.

Обхватът на осветеност при различни условия на разпространение на светлина от различни източници варира от 1 до 20 Lux   на улицата (с изкуствено осветление) и в рамките на 20-5000 Lx на закрито. Между другото, отбелязваме, че основната характеристика на ефективността на лампата е светлината, която изразява съотношението на светлинния поток на лампата в лумени и нейната мощност във ватове.
Така че, ние сме формулирали концепциите за всички първоначални количества, от които се нуждаем определяне на светещия поток по известна мощност (W) и осветеност (lux).

Как да определим светещия поток на LED или енергоспестяваща лампа

Обикновеният потребител обикновено е трудно да се ориентира в голям брой параметри на осветителните лампи и много често задава въпроси относно тяхното съотношение. По принцип тези въпроси изглеждат така:
- Как да изберем нов (LED например продукт), съпоставим по отношение на светлинния поток, който създава с крушка с нажежаема жичка от 100 W?
- Как да се изчисли колко лумени са в крушката, ако осветлението, което създава, е известно?
- какво осветление (колко лумена) осигурява конвенционалната осветителна единица с мощност 1 W?

Определяне на светещия поток (лум) чрез мощност

Можете да намерите отговори на първия и последния въпрос в таблицата по-долу, която показва експериментално установените съотношения между лумени и ватове за крушки с нажежаема жичка, както и съответните стойности за LED лампи (избрахме последните поради голямата популярност на тези електронни продукти и тяхното обещание) ,

От таблицата установяваме, че търсената от нас стойност е пропорционална на мощността на осветителната част.

С увеличаване на мощността на лампата или светодиода светлинният поток, създаден от тях, също се увеличава, но съвсем естествено се увеличава и консумацията на енергия.

В допълнение, величината на светещия поток, създаден от устройство, заедно с неговата мощност, обикновено е посочена на опаковката или в приложената спецификация на продукта за продукта.

Ето примери за LED лампи с висока светлинна мощност:

Изчисляване на светещия поток (лум) чрез осветяване (лукс)

В случай, че решим независимо да определим светещия поток, генериран от закупения от вас икономия на енергия   или lED светлини   - трябва да се въоръжите с светломер и да го използвате, за да определите осветеността (количеството светлина) в избрани точки в стаята, като използвате известен метод. Спомнете си това един лукс съответства на определен светлинен поток (в лумени)падащи върху осветената повърхност на един квадратен метър.

Възможно е да се определи приблизителната стойност на светлинния поток, създаден от един или друг източник (с известна осветеност), като се използва следната проста формула:

Ф \u003d Е х S, където S е площта на всички повърхности на помещението, което изучавате (в квадратни метра).

Така че с площ от 70 квадратни метра. метра и осветеност 40 лукса, светещият поток е 2800 лумена, което приблизително съответства на използването на две лампи с нажежаема жичка от 100 вата.
За да изчислите точно светлинния поток, ще трябва да вземете предвид много различни пространствени фактори, което не е включено в обхвата на проблемите, обхванати в тази статия.