Канвэртар святла
Святло і Фотаметрыя — Ад Кандэлы да Люмена
Авалодайце фотаметрычнымі адзінкамі ў 5 катэгорыях: асветленасць (люкс), яркасць (ніт), сіла святла (кандэла), светлавы паток (люмен) і экспазіцыя. Зразумейце розніцу паміж святлом НА паверхнях і З паверхняў.
Асновы Фотаметрыі
Пяць фізічных велічынь
Фотаметрыя вымярае 5 РОЗНЫХ рэчаў! Асветленасць: святло, якое падае НА паверхню (люкс). Яркасць: святло З паверхні (ніт). Сіла: магутнасць крыніцы (кандэла). Паток: агульны выхад (люмен). Экспазіцыя: святло х час. Нельга змешваць!
- Асветленасць: люкс (святло НА)
- Яркасць: ніт (святло З)
- Сіла: кандэла (крыніца)
- Паток: люмен (агульны)
- Экспазіцыя: люкс-секунда (час)
Асветленасць (Люкс)
Святло, якое падае НА паверхню. Адзінкі: люкс (лк) = люмен на квадратны метр. Сонечнае святло: 100 000 люкс. Офіс: 500 люкс. Месячнае святло: 0,1 люкс. Вымярае, наколькі яркай здаецца паверхня пры асвятленні.
- люкс = лм/м² (люмен/плошча)
- Сонечнае святло: 100 000 лк
- Офіс: 300-500 лк
- Нельга канвертаваць у ніт!
Яркасць (Ніт)
Святло, якое ідзе З паверхні (выпраменьваецца або адбіваецца). Адзінкі: ніт = кандэла на квадратны метр. Экран тэлефона: 500 ніт. Ноўтбук: 300 ніт. Адрозніваецца ад асветленасці! Вымярае яркасць самой паверхні.
- ніт = кд/м²
- Тэлефон: 400-800 ніт
- Ноўтбук: 200-400 ніт
- Адрозніваецца ад асветленасці!
- 5 розных фізічных велічынь - не змешваць!
- Асветленасць (люкс): святло НА паверхні
- Яркасць (ніт): святло З паверхні
- Сіла (кандэла): магутнасць крыніцы ў кірунку
- Паток (люмен): агульны выхад святла
- Канвертаваць толькі ў межах адной катэгорыі!
Тлумачэнне пяці катэгорый
Асветленасць (Святло НА)
Святло, якое падае НА паверхню. Вымярае, колькі святла трапляе на плошчу. Базавая адзінка: люкс (лк). 1 люкс = 1 люмен на квадратны метр. Фут-кандэла (фк) = 10,76 люкс. Выкарыстоўваецца для дызайну асвятлення.
- люкс (лк): адзінка СІ
- фут-кандэла (фк): імперская
- фот (ф): СГС (10 000 лк)
- Вымярае атрыманае святло
Яркасць (Святло З)
Святло, выпраменьванае або адлюстраванае З паверхні. Яркасць, якую вы бачыце. Базавая адзінка: ніт = кандэла/м². Стыльб = 10 000 ніт. Ламберт, фут-ламберт - гістарычныя. Выкарыстоўваецца для дысплеяў, экранаў.
- ніт (кд/м²): сучасная
- стыльб: 10 000 ніт
- ламберт: 3 183 ніт
- фут-ламберт: 3,43 ніт
Сіла, Паток, Экспазіцыя
Сіла (кандэла): магутнасць крыніцы ў кірунку. Базавая адзінка СІ! Паток (люмен): агульны выхад ва ўсіх кірунках. Экспазіцыя (люкс-секунда): асветленасць з цягам часу для фатаграфіі.
- кандэла (кд): базавая СІ
- люмен (лм): агульны выхад
- люкс-секунда: экспазіцыя
- Усе розныя велічыні!
Фізіка вымярэння святла
Закон адваротных квадратаў
Інтэнсіўнасць святла змяншаецца з квадратам адлегласці. Асветленасць E = Сіла I / адлегласць² (r²). Падвойванне адлегласці = 1/4 яркасці. 1 кандэла на 1 метры = 1 люкс. На 2 метрах = 0,25 люкс.
- E = I / r²
- Падвойванне адлегласці = 1/4 святла
- 1 кд на 1м = 1 лк
- 1 кд на 2м = 0,25 лк
Ад Патоку да Асветленасці
Светлавы паток, размеркаваны па плошчы. E (люкс) = Паток (люмен) / Плошча (м²). 1000 люмен на 1 м² = 1000 люкс. На 10 м² = 100 люкс. Большая плошча = меншая асветленасць.
- E = Φ / A
- 1000 лм / 1 м² = 1000 лк
- 1000 лм / 10 м² = 100 лк
- Плошча мае значэнне!
Яркасць і Каэфіцыент адбіцця
Яркасць = асветленасць х каэфіцыент адбіцця / π. Белая сцяна (каэфіцыент адбіцця 90%): высокая яркасць. Чорная паверхня (каэфіцыент адбіцця 10%): нізкая яркасць. Аднолькавая асветленасць, розная яркасць! Залежыць ад паверхні.
- L = E × ρ / π
- Белая: высокая яркасць
- Чорная: нізкая яркасць
- Паверхня мае значэнне!
Арыенціры ўзроўню святла
| Умова | Асветленасць (люкс) | Заўвагі |
|---|---|---|
| Зорнае святло | 0.0001 | Самае цёмнае натуральнае святло |
| Месячнае святло (поўня) | 0.1 - 1 | Ясная ноч |
| Вулічнае асвятленне | 10 - 20 | Тыповае гарадское |
| Гасцёўня | 50 - 150 | Камфортны дом |
| Працоўнае месца ў офісе | 300 - 500 | Стандартнае патрабаванне |
| Рознічная крама | 500 - 1000 | Яркі дысплей |
| Аперацыйная | 10,000 - 100,000 | Хірургічная дакладнасць |
| Прамое сонечнае святло | 100,000 | Яркі дзень |
| Поўнае дзённае святло | 10,000 - 25,000 | Ад пахмурнага да сонечнага |
Яркасць дысплея (Яркасць)
| Прылада | Тыповая (ніт) | Максімальная (ніт) |
|---|---|---|
| Электронная кніга (e-ink) | 5-10 | 15 |
| Экран ноўтбука | 200-300 | 400 |
| Манітор настольнага кампутара | 250-350 | 500 |
| Смартфон | 400-600 | 800-1200 |
| Тэлевізар HDR | 400-600 | 1000-2000 |
| Кінапраектар | 48-80 | 150 |
| Вонкавы святлодыёдны дысплей | 5000 | 10,000+ |
Рэальныя прымяненні
Дызайн асвятлення
Офіс: 300-500 люкс. Рознічны гандаль: 500-1000 люкс. Хірургія: 10 000+ люкс. Будаўнічыя нормы вызначаюць патрабаванні да асветленасці. Занадта нізкая: напружанне вачэй. Занадта высокая: блікі, марнаванне энергіі. Правільнае асвятленне крытычна важнае!
- Офіс: 300-500 лк
- Рознічны гандаль: 500-1000 лк
- Хірургія: 10 000+ лк
- Прымяняюцца будаўнічыя нормы
Тэхналогія дысплеяў
Экраны тэлефонаў/планшэтаў: 400-800 ніт тыпова. Ноўтбукі: 200-400 ніт. Тэлевізары HDR: 1000+ ніт. Вонкавыя дысплеі: 2000+ ніт для бачнасці. Яркасць вызначае чытальнасць у яркіх умовах.
- Тэлефоны: 400-800 ніт
- Ноўтбукі: 200-400 ніт
- Тэлевізар HDR: 1000+ ніт
- Вонкавыя: 2000+ ніт
Фатаграфія
Экспазіцыя камеры = асветленасць х час. Люкс-секунды або люкс-гадзіны. Люксметры вымяраюць люксы. Правільная экспазіцыя крытычна важная для якасці выявы. EV (значэнне экспазіцыі) звязана з люкс-секундамі.
- Экспазіцыя = люкс х час
- Люксметры: люкс
- люкс-секунда: фотаадзінка
- EV звязана з экспазіцыяй
Хуткая матэматыка
Адваротны квадрат
Асветленасць падае з адлегласцю². 1 кд на 1м = 1 лк. На 2м = 0,25 лк (1/4). На 3м = 0,11 лк (1/9). Хутка: дзяліце на квадрат адлегласці!
- E = I / r²
- 1м: дзяліць на 1
- 2м: дзяліць на 4
- 3м: дзяліць на 9
Размеркаванне па плошчы
Паток на плошчу. Лямпа 1000 лм. На адлегласці 1 м распаўсюджваецца на паверхню сферы 12,6 м². 1000 / 12,6 = 79 люкс. Большая сфера = менш люкс.
- Плошча сферы = 4πr²
- 1м: 12,6 м²
- 2м: 50,3 м²
- Паток / плошча = асветленасць
Люкс у Фут-Кандэлу
1 фут-кандэла = 10,764 люкс. Хутка: фк x 10 ≈ люкс. Або: люкс / 10 ≈ фк. Дастаткова блізка для ацэнак!
- 1 фк = 10,764 лк
- фк x 10 ≈ люкс
- люкс / 10 ≈ фк
- Хуткая ацэнка
Як працуюць пераўтварэнні
- Крок 1: Праверце катэгорыю
- Крок 2: Канвертуйце толькі ў межах катэгорыі
- Асветленасць: люкс, фк, фот
- Яркасць: ніт, ламберт, фЛ
- НІКОЛІ не перасякайце катэгорыі!
Распаўсюджаныя пераўтварэнні (у межах катэгорый)
| З | У | Каэфіцыент | Прыклад |
|---|---|---|---|
| люкс | фут-кандэла | 0.0929 | 100 лк = 9,29 фк |
| фут-кандэла | люкс | 10.764 | 10 фк = 107,6 лк |
| фот | люкс | 10,000 | 1 ф = 10 000 лк |
| ніт (кд/м²) | фут-ламберт | 0.2919 | 100 ніт = 29,2 фЛ |
| фут-ламберт | ніт | 3.426 | 100 фЛ = 343 ніт |
| стыльб | ніт | 10,000 | 1 сб = 10 000 ніт |
| ламберт | ніт | 3183 | 1 Л = 3183 ніт |
| люмен | ват@555нм | 0.00146 | 683 лм = 1 Вт |
Хуткія прыклады
Рашэнні задач
Офіснае асвятленне
Офісу неабходна 400 люкс. Святлодыёдныя лямпы вырабляюць 800 люмен кожная. Пакой 5м х 4м (20 м²). Колькі лямпаў трэба?
Агульная колькасць люменаў = 400 лк х 20 м² = 8 000 лм. Патрэбныя лямпы = 8 000 / 800 = 10 лямпаў. Мяркуецца раўнамернае размеркаванне і адсутнасць страт.
Адлегласць ліхтарыка
Ліхтарык мае сілу святла 1000 кандэл. Якая асветленасць на адлегласці 5 метраў?
E = I / r². E = 1000 кд / (5м)² = 1000 / 25 = 40 люкс. Закон адваротных квадратаў: падваенне адлегласці = 1/4 святла.
Яркасць экрана
Экран ноўтбука мае 300 ніт. Пераўтварыць у фут-ламберты?
1 ніт = 0,2919 фут-ламберта. 300 ніт х 0,2919 = 87,6 фЛ. Гістарычны стандарт для кінатэатраў быў 16 фЛ, так што ноўтбук у 5,5 разоў ярчэйшы!
Распаўсюджаныя памылкі
- **Змешванне катэгорый**: Нельга канвертаваць люкс у ніт! Розныя фізічныя велічыні. Люкс = святло НА паверхні. Ніт = святло З паверхні. Каб іх суаднесці, неабходны каэфіцыент адбіцця.
- **Забыванне закона адваротных квадратаў**: Святло змяншаецца з КВАДРАТАМ адлегласці, а не лінейна. 2х адлегласць = 1/4 яркасці, а не 1/2!
- **Блытанне люмена і люкса**: Люмен = агульны выхад (ва ўсіх кірунках). Люкс = выхад на адзінку плошчы (у адным кірунку). Лямпа 1000 лм НЕ стварае 1000 люкс!
- **Ігнараванне каэфіцыента адбіцця**: Белая і чорная сцены пры аднолькавай асветленасці маюць вельмі розную яркасць. Паверхня мае значэнне!
- **Кандэла супраць свечавой сілы**: 1 кандэла ≠ 1 свечавая сіла. Пентанавая свечка = 10 кандэл. Гістарычныя адзінкі адрозніваліся!
- **Адзінкі яркасці дысплея**: Вытворцы змешваюць ніты, кд/м² і % яркасці. Для параўнання заўсёды правярайце фактычныя ніты.
Цікавыя факты
Кандэла - базавая адзінка СІ
Кандэла - адна з 7 базавых адзінак СІ (разам з метрам, кілаграмам, секундай, амперам, кельвінам, молем). Вызначаецца як сіла святла крыніцы, якая выпраменьвае святло з частатой 540 ТГц з інтэнсіўнасцю выпраменьвання 1/683 ват на стэрадыян. Адзіная адзінка, заснаваная на чалавечым успрыманні!
Люмен вызначаецца з Кандэлы
1 люмен = святло ад крыніцы ў 1 кандэлу ў межах 1 стэрадыяна цялеснага вугла. Паколькі сфера мае 4π стэрадыян, ізатропная крыніца ў 1 кандэлу выпраменьвае ўсяго 4π ≈ 12,57 люмен. Люмен - вытворная, кандэла - фундаментальная!
555 нм - пік адчувальнасці
Чалавечае вока найбольш адчувальнае да 555 нм (зялёна-жоўты). 1 ват святла 555 нм = 683 люмены (максімальна магчыма). Чырвонае або сіняе святло: менш люмен на ват. Таму начны бачанне зялёнае!
Дысплеі HDR = 1000+ Ніт
Стандартныя дысплеі: 200-400 ніт. HDR (High Dynamic Range): 1000+ ніт. Некаторыя дасягаюць 2000-4000 ніт! Адбіццё сонца: 5000+ ніт. HDR імітуе дыяпазон яркасці рэальнага свету для ашаламляльных малюнкаў.
Фут-Кандэла ад сапраўдных свечак
1 фут-кандэла = асветленасць на адлегласці 1 фут ад крыніцы ў 1 кандэлу. Першапачаткова ад сапраўднай свечкі на адлегласці 1 фут! = 10,764 люкс. Усё яшчэ выкарыстоўваецца ў нормах асвятлення ЗША.
Стандарт яркасці ў кіно
Кінапраектары калібруюцца да 14-16 фут-ламбертаў (48-55 ніт). Здаецца цьмяным у параўнанні з тэлевізарам/тэлефонам! Але ў цёмным кінатэатры гэта стварае належны кантраст. Хатнія праектары часта маюць 100+ ніт для навакольнага асвятлення.
Эвалюцыя вымярэння святла: ад свечак да квантавых стандартаў
Старажытныя крыніцы святла (да 1800 г.)
Да навуковай фотаметрыі людзі спадзяваліся на прыродныя светлавыя цыклы і грубыя штучныя крыніцы. Алейныя лямпы, свечкі і паходні забяспечвалі непаслядоўнае асвятленне, якое вымяралася толькі шляхам параўнання.
- Свечкі як стандарты: свечкі з лою, пчалінага воску і спермацэту выкарыстоўваліся як прыблізныя эталоны
- Адсутнасць колькасных вымярэнняў: святло апісвалася якасна ('ярка, як днём', 'цьмяна, як месячнае святло')
- Рэгіянальныя адрозненні: кожная культура распрацавала ўласныя стандарты свечак без міжнароднага пагаднення
- Абмежаванасць адкрыццяў: адсутнасць разумення святла як электрамагнітнага выпраменьвання або фатонаў
Нараджэнне навуковай фотаметрыі (1800-1900)
19-е стагоддзе прынесла сістэматычныя спробы стандартызаваць вымярэнне святла, абумоўленыя ўкараненнем газавага асвятлення і ранняга электрычнага асвятлення.
- 1799 - Фотометр Румфорда: Бенджамін Томпсан (граф Румфорд) вынайшаў ценявы фотометр для параўнання крыніц святла
- 1860-я - З'яўленне стандартаў свечак: спермацэтавая свечка (кітовы тлушч), лямпа Карсэля (раслінны алей), лямпа Гефнера (амілацэтат) канкуруюць у якасці эталонаў
- 1881 - Стандарт Віёля: Жуль Віёль прапанаваў плаціну пры тэмпературы замярзання (1769°C) у якасці стандарту святла - 1 квадратны сантыметр выпраменьвае 1 Віёль
- 1896 - Свечка Гефнера: нямецкі стандарт з выкарыстаннем кантраляванага полымя амілацэтату, які выкарыстоўваўся да 1940-х гадоў (0,903 сучаснай кандэлы)
Міжнародная стандартызацыя (1900-1948)
Намаганні пачатку 20-га стагоддзя аб'ядналі канкуруючыя нацыянальныя стандарты ў Міжнародную свечку, папярэдніцу сучаснай кандэлы.
- 1909 - Міжнародная свечка: пагадненне паміж Францыяй, Вялікабрытаніяй і ЗША вызначае стандарт як 1/20 выпраменьвання плацінавага чорнага цела пры тэмпературы замярзання
- 1921 - Прапанавана адзінка Бугера: заснаваная на плацінавым стандарце, прыкладна роўная сучаснай кандэле
- 1930-я - Пентанавы стандарт: некаторыя краіны выкарыстоўвалі стандартызаваную пентанавую лямпу замест плаціны
- 1940-я - Вайна парушае стандарты: Другая сусветная вайна падкрэсліла неабходнасць універсальнага, узнаўляльнага вымярэння, незалежнага ад артэфактаў
Кандэла становіцца базавай адзінкай СІ (1948-1979)
Пасляваеннае міжнароднае супрацоўніцтва ўстанавіла кандэлу як сёмую базавую адзінку СІ, першапачаткова вызначаную выпраменьваннем плацінавага чорнага цела.
1948 Definition: 1948 (9-я ГКМВ): Кандэла вызначана як сіла святла 1/600 000 м² плаціны пры тэмпературы замярзання. Упершыню 'кандэла' афіцыйна замяніла 'свечку'. Гэта ўключыла фотаметрыю ў сістэму СІ разам з метрам, кілаграмам, секундай, амперам, кельвінам і молем.
Challenges:
- Залежнасць ад плаціны: патрабаваўся дакладны кантроль чысціні і тэмпературы плаціны (1769°C)
- Складанасць рэалізацыі: нешматлікія лабараторыі маглі падтрымліваць апарат для тэмпературы замярзання плаціны
- Спектральная адчувальнасць: вызначэнне заснавана на фотапічным зроку (крывая адчувальнасці чалавечага вока)
- Эвалюцыя тэрміналогіі: 'ніт' неафіцыйна прыняты для кд/м² у 1967 годзе, хоць і не з'яўляецца афіцыйным тэрмінам СІ
Квантавая рэвалюцыя: сувязь святла з фундаментальнымі канстантамі (1979-цяпер)
Перавызначэнне 1979 года вызваліла кандэлу ад матэрыяльных артэфактаў, звязаўшы яе замест гэтага з ватам праз адчувальнасць чалавечага вока на пэўнай даўжыні хвалі.
1979 Breakthrough: 16-я ГКМВ перавызначыла кандэлу на аснове манахраматычнага выпраменьвання: 'Сіла святла ў зададзеным кірунку крыніцы, якая выпраменьвае манахраматычнае выпраменьванне з частатой 540 × 10¹² Гц (555 нм, пік адчувальнасці чалавечага вока) і мае інтэнсіўнасць выпраменьвання 1/683 ват на стэрадыян'. Гэта робіць 683 люмены роўнымі дакладна 1 вату пры 555 нм.
Advantages:
- Фундаментальная канстанта: звязана з ватам (адзінка магутнасці СІ) і функцыяй фотапічнай яркасці чалавека
- Узнаўляльнасць: любая лабараторыя можа рэалізаваць кандэлу з дапамогай лазера і калібраванага дэтэктара
- Адсутнасць артэфактаў: не патрабуецца плаціна, тэмпературы замярзання, фізічныя стандарты
- Дакладнасць даўжыні хвалі: 555 нм выбрана як пік фотапічнага зроку (дзе вока найбольш адчувальнае)
- Лік 683: выбраны для захавання пераемнасці з папярэднім вызначэннем кандэлы
Modern Impact:
- Каліброўка святлодыёдаў: крытычна важна для стандартаў энергаэфектыўнасці (рэйтынгі люмен на ват)
- Тэхналогія дысплеяў: стандарты HDR (ніт) заснаваны на дакладным вызначэнні кандэлы
- Нормы асвятлення: патрабаванні да будынкаў (узроўні люкс) адсочваюцца да квантавага стандарту
- Астраномія: вымярэнні зорнай свяцільнасці звязаны з фундаментальнай фізікай
Тэхналагічныя рэвалюцыі ў асвятленні (1980-я - цяпер)
Сучасная тэхналогія асвятлення змяніла спосаб стварэння, вымярэння і выкарыстання святла, зрабіўшы фотаметрычную дакладнасць больш важнай, чым калі-небудзь.
Эра святлодыёдаў (2000-я - 2010-я)
Святлодыёды зрабілі рэвалюцыю ў асвятленні з 100+ люмен/ват (супраць 15 лм/Вт для лямпаў напальвання). Энергетычныя этыкеткі цяпер патрабуюць дакладных рэйтынгаў люмен. Індэкс колераперадачы (CRI) і каляровая тэмпература (Кельвін) становяцца спажывецкімі спецыфікацыямі.
Тэхналогія дысплеяў (2010-я - цяпер)
Дысплеі HDR дасягаюць 1000-2000 ніт. OLED-кантроль на ўзроўні пікселяў. Стандарты, такія як HDR10, Dolby Vision, патрабуюць дакладных спецыфікацый яркасці. Бачнасць смартфонаў на вуліцы патрабуе пікавай яркасці 1200+ ніт. Кінатэатры падтрымліваюць 48 ніт для належнага кантрасту.
Разумнае асвятленне і чалавека-арыентаваны дызайн (2020-я)
Даследаванні цыркадных рытмаў стымулююць рэгуляванае асвятленне (рэгуляванне CCT). Люксметры ў смартфонах. Будаўнічыя нормы вызначаюць асветленасць для здароўя/прадукцыйнасці. Фотаметрыя займае цэнтральнае месца ў дызайне для дабрабыту.
- Адзіная адзінка СІ, заснаваная на ўспрыманні чалавека: кандэла ўнікальна ўключае біялогію (адчувальнасць вачэй) у фізічнае вызначэнне
- Ад свечак да кванта: шлях ад грубых васковых палачак да лазерна-вызначаных стандартаў за 200 гадоў
- Усё яшчэ развіваецца: тэхналогіі святлодыёдаў і дысплеяў працягваюць стымуляваць фотаметрычныя інавацыі
- Практычны ўплыў: яркасць экрана вашага тэлефона, офіснае асвятленне і фары аўтамабіля - усё гэта звязана з 683 люменамі = 1 ват пры 555 нм
- Будучыня: магчыма далейшае ўдасканаленне па меры лепшага разумення навукі аб зроку, але цяперашняе вызначэнне застаецца надзвычай стабільным з 1979 года
Парады прафесіяналаў
- **Спачатку праверце катэгорыю**: Заўсёды пераканайцеся, што вы канвертуеце ў межах адной катэгорыі. Люкс у фк: ДОБРА. Люкс у ніт: НЯПРАВІЛЬНА!
- **Хуткі адваротны квадрат**: Адлегласць x2 = яркасць /4. Адлегласць x3 = яркасць /9. Хуткая разумовая матэматыка!
- **Люмен ≠ Люкс**: Лямпа 1000 люмен на 1 м² = 1000 люкс. На 10 м² = 100 люкс. Плошча мае значэнне!
- **Хуткая фут-кандэла**: фк x 10 ≈ люкс. Дастаткова блізка для грубых ацэнак. Дакладна: фк x 10,764 = люкс.
- **Параўнанне дысплеяў**: Заўсёды выкарыстоўвайце ніты (кд/м²). Ігнаруйце спецыфікацыі % яркасці. Толькі ніты аб'ектыўныя.
- **Ацэнка асвятлення пакоя**: 300-500 люкс тыпова для офіса. Агульная колькасць люменаў = люкс х плошча (м²). Потым падзяліце на люмены на лямпу.
- **Аўтаматычны навуковы запіс**: Значэнні ≥ 1 мільёна або < 0,000001 аўтаматычна адлюстроўваюцца ў навуковым запісе (напрыклад, 1.0e+6) для чытальнасці!
Поўны фотаметрычны даведнік
Асветленасць
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| Адзінка | Сімвал | Заўвагі і прымяненні |
|---|---|---|
| люкс | lx | Адзінка СІ асветленасці. 1 лк = 1 лм/м². Офіс: 300-500 люкс. Сонечнае святло: 100 000 люкс. |
| кілалюкс | klx | 1000 люкс. Яркія вулічныя ўмовы. Дыяпазоны прамога сонечнага святла. |
| мілілюкс | mlx | 0,001 люкс. Умовы нізкай асветленасці. Узроўні змяркання. |
| мікралюкс | µlx | 0,000001 люкс. Вельмі цёмныя ўмовы. Узроўні зорнага святла. |
| фут-свечка | fc | Імперская асветленасць. 1 фк = 10,764 люкс. Усё яшчэ выкарыстоўваецца ў нормах ЗША. |
| фот | ph | Адзінка СГС. 1 ф = 10 000 люкс = 1 лм/см². Зараз рэдка выкарыстоўваецца. |
| нокс | nx | 0,001 люкс. Начное асвятленне. Ад лацінскага 'ноч'. |
| люмен на квадратны метр | lm/m² | Тое ж, што і люкс. Прамое вызначэнне: 1 лм/м² = 1 люкс. |
| люмен на квадратны сантыметр | lm/cm² | Тое ж, што і фот. 1 лм/см² = 10 000 люкс. |
| люмен на квадратны фут | lm/ft² | Тое ж, што і фут-кандэла. 1 лм/фут² = 1 фк = 10,764 люкс. |
Яркасць
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| Адзінка | Сімвал | Заўвагі і прымяненні |
|---|---|---|
| кандэла на квадратны метр (ніт) | cd/m² | Сучасная адзінка яркасці = ніт. Дысплеі ацэньваюцца ў нітах. Тэлефон: 500 ніт. |
| ніт | nt | Распаўсюджаная назва для кд/м². Стандарт яркасці дысплея. HDR: 1000+ ніт. |
| стыльб | sb | 1 кд/см² = 10 000 ніт. Вельмі ярка. Зараз рэдка выкарыстоўваецца. |
| кандэла на квадратны сантыметр | cd/cm² | Тое ж, што і стыльб. 1 кд/см² = 10 000 кд/м². |
| кандэла на квадратны фут | cd/ft² | Імперская яркасць. 1 кд/фут² = 10,764 кд/м². |
| кандэла на квадратны цаля | cd/in² | 1 кд/цаля² = 1550 кд/м². Малая плошча, высокая яркасць. |
| ламберт | L | 1/π кд/см² = 3 183 кд/м². Ідэальна дыфузная паверхня. |
| міліламберт | mL | 0,001 ламберта = 3,183 кд/м². |
| фут-ламберт | fL | 1/π кд/фут² = 3,426 кд/м². Стандарт кіно ЗША: 14-16 фЛ. |
| апостыльб | asb | 1/π кд/м² = 0,318 кд/м². Адзінка СГС. |
| бландэль | blondel | Тое ж, што і апостыльб. 1/π кд/м². Названы ў гонар Андрэ Бландэля. |
| брыль | bril | 10^-7 ламберта = 3,183 х 10^-6 кд/м². Зрок, адаптаваны да цемры. |
| скот | sk | 10^-4 ламберта = 3,183 х 10^-4 кд/м². Адзінка скатапічнага зроку. |
Сіла святла
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| Адзінка | Сімвал | Заўвагі і прымяненні |
|---|---|---|
| кандэла | cd | Базавая адзінка СІ! Сіла святла ў кірунку. Святлодыёд: 1-10 кд тыпова. |
| кілакандэла | kcd | 1000 кандэл. Вельмі яркія крыніцы. Пражэктары. |
| мілікандэла | mcd | 0,001 кандэлы. Маленькія святлодыёды. Індыкатарныя агні: 1-100 мкд. |
| свечка Гефнера (hefner candle) | HK | 0,903 кд. Нямецкі стандарт свечкі. Полымя амілацэтату. |
| міжнародная свечка | ICP | 1,02 кд. Ранні стандарт. Плаціна пры тэмпературы замярзання. |
| дзесятковая свечка | dc | Тое ж, што і кандэла. Ранні французскі тэрмін. |
| пентанавая свечка (10 свечкавых сіл) | cp | 10 кд. Стандарт пентанавай лямпы. 10 свечавых сіл. |
| адзінка Карсэля | carcel | 9,74 кд. Французскі стандарт лямпы. Алейная лямпа Карсэля. |
| бужы-дэсімаль | bougie | Тое ж, што і кандэла. Французская дзесятковая свечка. |
Светлавы паток
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| Адзінка | Сімвал | Заўвагі і прымяненні |
|---|---|---|
| люмен | lm | Адзінка СІ светлавога патоку. Агульны выхад святла. Святлодыёдная лямпа: 800 лм тыпова. |
| кілалюмен | klm | 1000 люмен. Яркія лямпы. Камерцыйнае асвятленне. |
| мілілюмен | mlm | 0,001 люмена. Вельмі цьмяныя крыніцы. |
| ват (на 555 нм, пікавая светлавая эфектыўнасць) | W@555nm | 1 Вт пры 555 нм = 683 лм. Пікавая светлавая эфектыўнасць. Максімум зялёнага святла. |
Фотаметрычная экспазіцыя
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| Адзінка | Сімвал | Заўвагі і прымяненні |
|---|---|---|
| люкс-секунда | lx⋅s | Асветленасць з цягам часу. Фатаграфічная экспазіцыя. 1 лк на працягу 1 секунды. |
| люкс-гадзіна | lx⋅h | 3600 люкс-секунд. 1 лк на працягу 1 гадзіны. Больш працяглыя экспазіцыі. |
| фот-секунда | ph⋅s | 10 000 люкс-секунд. Яркая экспазіцыя. |
| фут-свечка-секунда | fc⋅s | 10,764 люкс-секунд. Фут-кандэла на працягу 1 секунды. |
| фут-свечка-гадзіна | fc⋅h | 38 750 люкс-секунд. Фут-кандэла на працягу 1 гадзіны. |
Найлепшыя практыкі пераўтварэння ў фотаметрыі
Найлепшыя практыкі
- Ведайце велічыню: Люкс (НА паверхні), ніт (З паверхні), кандэла (крыніца), люмен (агульны) - НІКОЛІ не змешвайце!
- Канвертуйце толькі ў межах адной катэгорыі: люкс↔фут-кандэла - ДОБРА, люкс↔ніт - НЕМАГЧЫМА без дадзеных аб паверхні
- Для пераўтварэння люмен у люкс: патрэбна плошча і дыяграма размеркавання святла (не простае дзяленне!)
- Яркасць дысплея ў нітах: 200-300 у памяшканні, 600+ на вуліцы, 1000+ для HDR-кантэнту
- Нормы асвятлення выкарыстоўваюць люкс: офіс 300-500 лк, рознічны гандаль 500-1000 лк, правярайце мясцовыя патрабаванні
- Фатаграфія: люкс-секунды для экспазіцыі, але сучасныя камеры выкарыстоўваюць шкалу EV (значэнне экспазіцыі)
Распаўсюджаныя памылкі, якіх варта пазбягаць
- Спроба пераўтварыць люкс у ніт наўпрост: Немагчыма! Розныя велічыні (НА супраць З паверхні)
- Пераўтварэнне люменаў у люксы без плошчы: Трэба ведаць асветленую плошчу і дыяграму размеркавання
- Ігнараванне закона адваротных квадратаў: Інтэнсіўнасць святла змяншаецца з адлегласцю² (падваенне адлегласці = 1/4 святла)
- Змешванне катэгорый: Як спроба пераўтварыць метры ў кілаграмы - фізічна бессэнсоўна!
- Выкарыстанне няправільнай адзінкі для прымянення: дысплеям патрэбны ніты, пакоям - люксы, лямпы ацэньваюцца ў люменах
- Блытанне кандэлы з candlepower (свечавой сілай): старая імперская адзінка, не тое самае, што сучасная кандэла (кд)
Частыя пытанні
У чым розніца паміж люксам і нітам?
Цалкам розныя! Люкс = асветленасць = святло, якое падае НА паверхню (лм/м²). Ніт = яркасць = святло, якое ідзе З паверхні (кд/м²). Прыклад: стол мае асветленасць 500 люкс ад верхняга святла. Экран камп'ютара мае яркасць 300 ніт, якую вы бачыце. Нельга пераўтварыць адно ў другое, не ведаючы каэфіцыента адбіцця паверхні! Розныя фізічныя велічыні.
Ці магу я пераўтварыць люмены ў люксы?
Так, але патрэбна плошча! Люкс = люмены / плошча (м²). Лямпа 1000 люмен, якая асвятляе 1 м² паверхні = 1000 люкс. Тая ж лямпа, што асвятляе 10 м² = 100 люкс. Таксама ўплывае адлегласць (закон адваротных квадратаў) і дыяграма размеркавання святла. Гэта не прамое пераўтварэнне!
Чаму кандэла з'яўляецца базавай адзінкай СІ?
З гістарычных і практычных прычын. Сіла святла - фундаментальная велічыня, якую можна вымераць непасрэдна ад крыніцы. Люмен, люкс - вытворныя ад кандэлы з выкарыстаннем геаметрыі. Акрамя таго, кандэла - адзіная адзінка СІ, заснаваная на ўспрыманні чалавека! Вызначана з выкарыстаннем спектральнай адчувальнасці чалавечага вока пры 555 нм. Асаблівая сярод адзінак СІ.
Якая яркасць экрана лічыцца добрай?
Залежыць ад асяроддзя! У памяшканні: дастаткова 200-300 ніт. На вуліцы: для бачнасці неабходна 600+ ніт. HDR-кантэнт: 400-1000 ніт. Занадта ярка ў цемры = напружанне вачэй. Занадта цьмяна на сонцы = нічога не відаць. Многія прылады рэгулююцца аўтаматычна. Тэлефоны звычайна маюць 400-800 ніт, некаторыя дасягаюць 1200+ для яркага сонечнага святла.
Колькі люменаў мне трэба?
Залежыць ад пакоя і мэты! Агульнае правіла: 300-500 люкс для офісаў. Спальня: 100-200 люкс. Кухня: 300-400 люкс. Памножце люкс на плошчу пакоя (м²) = агульная колькасць люменаў. Прыклад: офіс 4м х 5м (20 м²) пры 400 люкс = 8 000 люменаў. Потым падзяліце на колькасць люменаў на лямпу.
Чаму я не магу змешваць гэтыя катэгорыі?
Гэта фундаментальна розныя фізічныя велічыні з рознымі размернасцямі! Гэта як спрабаваць пераўтварыць кілаграмы ў метры - немагчыма! Асветленасць - гэта паток/плошча. Яркасць - гэта сіла/плошча. Сіла - гэта кандэла. Паток - гэта люмены. Усе яны звязаны фізікай/геаметрыяй, але НЕ з'яўляюцца прама пераўтваральнымі. Каб іх суаднесці, неабходна дадатковая інфармацыя (адлегласць, плошча, каэфіцыент адбіцця).
Поўны Даведнік Інструментаў
Усе 71 інструменты, даступныя на UNITS