Valguse muundur
Valgus & Fotomeetria — Kandelast Luumenini
Valdage fotomeetrilisi ühikuid 5 kategoorias: valgustustihedus (luks), heledus (nit), valgustugevus (kandela), valgusvoog (luumen) ja säritus. Mõistke erinevust valguse vahel, mis langeb pindadele ja mis tuleb pindadelt.
Fotomeetria alused
Viis füüsikalist suurust
Fotomeetria mõõdab 5 ERINEVAT asja! Valgustustihedus: valgus, mis langeb pinnale (luks). Heledus: valgus pinnalt (nit). Tugevus: allika tugevus (kandela). Voog: kogu väljund (luumen). Säritus: valgus x aeg. Ei tohi segada!
- Valgustustihedus: luks (valgus peal)
- Heledus: nit (valgus pinnalt)
- Tugevus: kandela (allikas)
- Voog: luumen (kokku)
- Säritus: luks-sekund (aeg)
Valgustustihedus (Luks)
Valgus, mis langeb pinnale. Ühikud: luks (lx) = luumen ruutmeetri kohta. Päikesevalgus: 100 000 luksi. Kontor: 500 luksi. Kuuvalgus: 0,1 luksi. Mõõdab, kui heledana pind valgustatuna paistab.
- luks = lm/m² (luumen/pindala)
- Päikesevalgus: 100 000 lx
- Kontor: 300-500 lx
- Ei saa teisendada nitideks!
Heledus (Nit)
Valgus, mis tuleb pinnalt (kiiratud või peegeldunud). Ühikud: nit = kandela ruutmeetri kohta. Telefoni ekraan: 500 nitti. Sülearvuti: 300 nitti. Erineb valgustustihedusest! Mõõdab pinna enda heledust.
- nit = cd/m²
- Telefon: 400-800 nitti
- Sülearvuti: 200-400 nitti
- Erineb valgustustihedusest!
- 5 erinevat füüsikalist suurust - ei tohi segada!
- Valgustustihedus (luks): valgus pinnal
- Heledus (nit): valgus pinnalt
- Tugevus (kandela): allika tugevus suunas
- Voog (luumen): kogu valgusväljund
- Teisendage ainult sama kategooria piires!
Viie kategooria selgitus
Valgustustihedus (Valgus peal)
Pinnale langev valgus. Mõõdab, kui palju valgust alale langeb. Põhiühik: luks (lx). 1 luks = 1 luumen ruutmeetri kohta. Jalg-küünal (fc) = 10,76 luksi. Kasutatakse valguskujunduses.
- luks (lx): SI-ühik
- jalg-küünal (fc): imperiaalne
- fot (ph): CGS (10 000 lx)
- Mõõdab vastuvõetud valgust
Heledus (Valgus pinnalt)
Pinnalt kiiratud või peegeldunud valgus. Heledus, mida näete. Põhiühik: nit = kandela/m². Stilb = 10 000 nitti. Lambert, jalg-lambert on ajaloolised. Kasutatakse ekraanide jaoks.
- nit (cd/m²): kaasaegne
- stilb: 10 000 nitti
- lambert: 3 183 nitti
- jalg-lambert: 3,43 nitti
Tugevus, Voog, Säritus
Tugevus (kandela): allika tugevus suunas. SI põhiühik! Voog (luumen): kogu väljund igas suunas. Säritus (luks-sekund): valgustustihedus ajas fotograafia jaoks.
- kandela (cd): SI põhiühik
- luumen (lm): kogu väljund
- luks-sekund: säritus
- Kõik on erinevad suurused!
Valguse mõõtmise füüsika
Pöördvõrdelise ruudu seadus
Valguse intensiivsus väheneb kauguse ruuduga. Valgustustihedus E = Tugevus I / kaugus² (r²). Kahekordne kaugus = 1/4 heledusest. 1 kandela 1 meetri kaugusel = 1 luks. 2 meetri kaugusel = 0,25 luksi.
- E = I / r²
- Kahekordne kaugus = 1/4 valgust
- 1 cd 1m kaugusel = 1 lx
- 1 cd 2m kaugusel = 0,25 lx
Voost valgustustiheduseni
Valgusvoog jaotatud üle pinna. E (luks) = Voog (luumen) / Pindala (m²). 1000 luumenit 1 m² kohta = 1000 luksi. 10 m² kohta = 100 luksi. Suurem pindala = väiksem valgustustihedus.
- E = Φ / A
- 1000 lm / 1 m² = 1000 lx
- 1000 lm / 10 m² = 100 lx
- Pindala on oluline!
Heledus ja peegeldusvõime
Heledus = valgustustihedus x peegeldusvõime / π. Valge sein (90% peegeldusvõime): kõrge heledus. Must pind (10% peegeldusvõime): madal heledus. Sama valgustustihedus, erinev heledus! Sõltub pinnast.
- L = E × ρ / π
- Valge: kõrge heledus
- Must: madal heledus
- Pind on oluline!
Valgustaseme võrdlusnäitajad
| Tingimus | Valgustustihedus (luks) | Märkused |
|---|---|---|
| Tähevalgus | 0.0001 | Kõige tumedam loomulik valgus |
| Kuuvalgus (täis) | 0.1 - 1 | Selge öö |
| Tänavavalgustus | 10 - 20 | Tüüpiline linna- |
| Elutuba | 50 - 150 | Mugav kodu |
| Kontori töökoht | 300 - 500 | Standardnõue |
| Jaekauplus | 500 - 1000 | Ere ekraan |
| Operatsioonisaal | 10,000 - 100,000 | Kirurgiline täpsus |
| Otsene päikesevalgus | 100,000 | Ere päev |
| Täielik päevavalgus | 10,000 - 25,000 | Pilvisest päikeseliseni |
Ekraani heledus (Heledus)
| Seade | Tüüpiline (nitti) | Maksimaalne (nitti) |
|---|---|---|
| E-luger (e-tint) | 5-10 | 15 |
| Sülearvuti ekraan | 200-300 | 400 |
| Lauaarvuti monitor | 250-350 | 500 |
| Nutitelefon | 400-600 | 800-1200 |
| HDR-teler | 400-600 | 1000-2000 |
| Kinoprojektor | 48-80 | 150 |
| Väline LED-ekraan | 5000 | 10,000+ |
Reaalsed rakendused
Valguskujundus
Kontor: 300-500 luksi. Jaekaubandus: 500-1000 luksi. Kirurgia: 10 000+ luksi. Ehitusnormid määravad valgustustiheduse nõuded. Liiga madal: silmade väsimus. Liiga kõrge: pimestamine, energiaraiskamine. Õige valgustus on kriitilise tähtsusega!
- Kontor: 300-500 lx
- Jaekaubandus: 500-1000 lx
- Kirurgia: 10 000+ lx
- Kehtivad ehitusnormid
Ekraanitehnoloogia
Telefoni/tahvelarvuti ekraanid: 400-800 nitti tüüpiliselt. Sülearvutid: 200-400 nitti. HDR-telerid: 1000+ nitti. Välisekraanid: 2000+ nitti nähtavuse tagamiseks. Heledus määrab loetavuse eredates tingimustes.
- Telefonid: 400-800 nitti
- Sülearvutid: 200-400 nitti
- HDR-teler: 1000+ nitti
- Väljas: 2000+ nitti
Fotograafia
Kaamera säritus = valgustustihedus x aeg. Luks-sekundid või luks-tunnid. Valgusmõõturid mõõdavad lukse. Õige säritus on pildikvaliteedi jaoks kriitilise tähtsusega. EV (säritusväärtus) on seotud luks-sekunditega.
- Säritus = luks x aeg
- Valgusmõõturid: luks
- luks-sekund: fotoühik
- EV on seotud säritusega
Kiire matemaatika
Pöördvõrdeline ruut
Valgustustihedus väheneb kauguse² võrra. 1 cd 1m kaugusel = 1 lx. 2m kaugusel = 0,25 lx (1/4). 3m kaugusel = 0,11 lx (1/9). Kiiresti: jagage kauguse ruuduga!
- E = I / r²
- 1m: jagage 1-ga
- 2m: jagage 4-ga
- 3m: jagage 9-ga
Pindalaline jaotus
Voog üle pinna. 1000 lm pirn. 1 m kaugusel jaotub see 12,6 m² suurusele sfääri pinnale. 1000 / 12,6 = 79 luksi. Suurem sfäär = vähem lukse.
- Sfääri pindala = 4πr²
- 1m: 12,6 m²
- 2m: 50,3 m²
- Voog / pindala = valgustustihedus
Luksist jalg-küünlani
1 jalg-küünal = 10,764 luksi. Kiiresti: fc x 10 ≈ luks. Või: luks / 10 ≈ fc. Hinnanguteks piisavalt täpne!
- 1 fc = 10.764 lx
- fc x 10 ≈ luks
- luks / 10 ≈ fc
- Kiire hinnang
Kuidas teisendused toimivad
- Samm 1: Kontrollige kategooriat
- Samm 2: Teisendage ainult kategooria piires
- Valgustustihedus: luks, fc, fot
- Heledus: nit, lambert, fL
- ÄRGE KUNAGI ületage kategooriaid!
Tavalised teisendused (kategooriate piires)
| Millest | Milleks | Tegur | Näide |
|---|---|---|---|
| luks | jalg-küünal | 0.0929 | 100 lx = 9,29 fc |
| jalg-küünal | luks | 10.764 | 10 fc = 107,6 lx |
| fot | luks | 10,000 | 1 ph = 10 000 lx |
| nit (cd/m²) | jalg-lambert | 0.2919 | 100 nit = 29,2 fL |
| jalg-lambert | nit | 3.426 | 100 fL = 343 nit |
| stilb | nit | 10,000 | 1 sb = 10 000 nit |
| lambert | nit | 3183 | 1 L = 3183 nit |
| luumen | vatt@555nm | 0.00146 | 683 lm = 1 W |
Kiired näited
Lahendatud ülesanded
Kontorivalgustus
Kontor vajab 400 luksi. LED-pirnid toodavad kumbki 800 luumenit. Ruum on 5m x 4m (20 m²). Mitu pirni on vaja?
Vajalik luumenite koguarv = 400 lx x 20 m² = 8000 lm. Vaja pirne = 8000 / 800 = 10 pirni. Eeldab ühtlast jaotust ja kadudeta.
Taskulambi kaugus
Taskulambil on 1000 kandela tugevus. Milline on valgustustihedus 5 meetri kaugusel?
E = I / r². E = 1000 cd / (5m)² = 1000 / 25 = 40 luksi. Pöördvõrdelise ruudu seadus: kahekordne kaugus = 1/4 valgust.
Ekraani heledus
Sülearvuti ekraan on 300 nitti. Teisendage jalg-lambertiteks?
1 nit = 0,2919 jalg-lambertit. 300 nit x 0,2919 = 87,6 fL. Ajalooline kinostandard oli 16 fL, seega on sülearvuti 5,5 korda heledam!
Levinud vead
- **Kategooriate segamine**: Ei saa teisendada luksist nitiks! Erinevad füüsikalised suurused. Luks = valgus pinnal. Nit = valgus pinnalt. Nende seostamiseks on vaja peegeldusvõimet.
- **Pöördvõrdelise ruudu unustamine**: Valgus väheneb kauguse RUUDUGA, mitte lineaarselt. 2x kaugus = 1/4 heledusest, mitte 1/2!
- **Luumeni ja luksi segiajamine**: Luumen = kogu väljund (kõik suunad). Luks = väljund pindala kohta (üks suund). 1000 lm pirn EI tooda 1000 luksi!
- **Peegeldusvõime ignoreerimine**: Valgel ja mustal seinal on sama valgustustiheduse korral väga erinev heledus. Pind on oluline!
- **Kandela ja küünlavõimsuse segiajamine**: 1 kandela ≠ 1 küünlavõimsus. Pentaanküünal = 10 kandelat. Ajaloolised ühikud erinesid!
- **Ekraani heleduse ühikud**: Tootjad segavad nitte, cd/m² ja % heledust. Võrdluseks kontrollige alati tegelikke nitte.
Lõbusad faktid
Kandela on SI põhiühik
Kandela on üks 7-st SI põhiühikust (koos meetri, kilogrammi, sekundi, ampri, kelvini ja mooliga). See on defineeritud kui valgusallika valgustugevus, mis kiirgab 540 THz valgust kiirgustugevusega 1/683 vatti steradiaani kohta. Ainus inimmõistusel põhinev ühik!
Luumen on defineeritud kandelast
1 luumen = valgus 1 kandela allikast üle 1 steradiaani ruuminurga. Kuna sfääril on 4π steradiaani, kiirgab 1 kandela isotroopne allikas kokku 4π ≈ 12,57 luumenit. Luumen on tuletatud, kandela on fundamentaalne!
555 nm on tipp-tundlikkus
Inimsilm on kõige tundlikum 555 nm (rohekas-kollane) valgusele. 1 vatt 555 nm valgust = 683 luumenit (maksimaalne võimalik). Punane või sinine valgus: vähem luumeneid vati kohta. Seepärast on öönägemine roheline!
HDR-ekraanid = 1000+ nitti
Standardekraanid: 200-400 nitti. HDR (High Dynamic Range): 1000+ nitti. Mõned ulatuvad 2000-4000 nitini! Päikese peegeldus: 5000+ nitti. HDR jäljendab reaalmaailma heledusvahemikku vapustavate piltide jaoks.
Jalg-küünal päris küünaldest
1 jalg-küünal = valgustustihedus 1 jala kaugusel 1 kandela allikast. Algselt päris küünlast 1 jala kaugusel! = 10,764 luksi. Kasutatakse endiselt USA valgustusnormides.
Kino heleduse standard
Kinoprojektorid on kalibreeritud 14-16 jalg-lambertile (48-55 nitti). Tundub hämar võrreldes teleri/telefoniga! Kuid pimedas teatris loob see õige kontrasti. Kodukinoprojektorid on sageli 100+ nitti ümbritseva valguse jaoks.
Valguse mõõtmise areng: küünaldest kvantstandarditeni
Muistsed valgusallikad (enne 1800)
Enne teaduslikku fotomeetriat tuginesid inimesed looduslikele valgustsüklitele ja algelistele tehislikele allikatele. Õlilambid, küünlad ja tõrvikud andsid ebaühtlast valgust, mida mõõdeti ainult võrdluse teel.
- Küünlad standarditena: rasva-, mesilasvaha- ja spermatseetiküünlaid kasutati ligikaudsete etalonidena
- Puudusid kvantitatiivsed mõõtmised: valgust kirjeldati kvalitatiivselt („ere nagu päevavalgus”, „hämar nagu kuuvalgus”)
- Piirkondlikud erinevused: iga kultuur arendas välja oma küünlastandardid ilma rahvusvahelise kokkuleppeta
- Avastuste piiratus: puudus arusaam valgusest kui elektromagnetilisest kiirgusest või footonitest
Teadusliku fotomeetria sünd (1800-1900)
19. sajand tõi kaasa süstemaatilised katsed valguse mõõtmist standardiseerida, mida ajendas gaasivalgustuse ja varajase elektrivalgustuse kasutuselevõtt.
- 1799 - Rumfordi fotomeeter: Benjamin Thompson (krahv Rumford) leiutas varjufotomeetri valgusallikate võrdlemiseks
- 1860. aastad - Ilmusid küünlastandardid: spermatseetiküünal (vaalaõli), Carceli lamp (taimeõli), Hefneri lamp (amüülatsetaat) konkureerisid etalonidena
- 1881 - Violle'i standard: Jules Violle pakkus valguse standardiks plaatinat selle külmumispunktis (1769°C) - 1 ruutsentimeeter kiirgab 1 Violle'i
- 1896 - Hefneri küünal: Saksa standard, mis kasutas kontrollitud amüülatsetaadi leeki, kasutusel kuni 1940. aastateni (0,903 tänapäevast kandelat)
Rahvusvaheline standardimine (1900-1948)
20. sajandi alguse püüdlused ühendasid konkureerivad riiklikud standardid rahvusvaheliseks küünlaks, mis oli tänapäevase kandela eelkäija.
- 1909 - Rahvusvaheline küünal: Prantsusmaa, Ühendkuningriigi ja USA vaheline kokkulepe määratleb standardi kui 1/20 plaatinast musta keha kiirgurist selle külmumispunktis
- 1921 - Pakuti välja Bougueri ühik: põhineb plaatina standardil, ligikaudu võrdne tänapäevase kandelaga
- 1930. aastad - Pentaani standard: mõned riigid kasutasid plaatina asemel standardiseeritud pentaanilampi
- 1940. aastad - Sõda häirib standardeid: Teine maailmasõda rõhutab vajadust universaalse, reprodutseeritava mõõtmise järele, mis on sõltumatu artefaktidest
Kandela saab SI põhiühikuks (1948-1979)
Sõjajärgne rahvusvaheline koostöö kehtestas kandela seitsmenda SI põhiühikuna, mis oli algselt määratletud plaatina musta keha kiirguse kaudu.
1948 Definition: 1948 (9. CGPM): Kandela määratleti kui 1/600 000 m² suuruse plaatina valgustugevus selle külmumispunktis. Esimest korda asendas 'kandela' ametlikult 'küünla'. See kehtestas fotomeetria SI raamistikus koos meetri, kilogrammi, sekundi, ampri, kelvini ja mooliga.
Challenges:
- Sõltuvus plaatinast: nõudis plaatina puhtuse ja temperatuuri (1769°C) täpset kontrolli
- Raske teostus: vähesed laborid suutsid säilitada plaatina külmumispunkti aparaati
- Spektraalne tundlikkus: määratlus põhines fotoopilisel nägemisel (inimsilma tundlikkuskõver)
- Terminoloogia areng: 'nit' võeti mitteametlikult kasutusele cd/m² jaoks 1967. aastal, kuigi see ei ole ametlik SI termin
Kvantrevolutsioon: valguse sidumine fundamentaalsete konstantidega (1979-praeguseni)
1979. aasta ümbermääratlus vabastas kandela materiaalsetest artefaktidest, sidudes selle hoopis vatiga läbi inimsilma tundlikkuse kindlal lainepikkusel.
1979 Breakthrough: 16. CGPM määratles kandela ümber monokromaatilise kiirguse alusel: 'Valgustugevus antud suunas allikast, mis kiirgab monokromaatilist kiirgust sagedusega 540 × 10¹² Hz (555 nm, inimsilma maksimaalne tundlikkus) ja mille kiirgustugevus on 1/683 vatti steradiaani kohta.' See teeb 683 luumenit täpselt võrdseks 1 vatiga 555 nm juures.
Advantages:
- Fundamentaalne konstant: seotud vatiga (SI võimsusühik) ja inimese fotoopilise heledusfunktsiooniga
- Reprodutseeritavus: iga laboratoorium saab kandela realiseerida, kasutades laserit ja kalibreeritud detektorit
- Puuduvad artefaktid: ei ole vaja plaatinat, külmumispunkte ega füüsilisi standardeid
- Lainepikkuse täpsus: 555 nm valiti fotoopilise nägemise tipuks (kus silm on kõige tundlikum)
- Arv 683: valiti, et säilitada järjepidevus eelmise kandela määratlusega
Modern Impact:
- LED-kalibreerimine: kriitilise tähtsusega energiatõhususe standardite jaoks (luumenit vati kohta reitingud)
- Ekraanitehnoloogia: HDR-standardid (nitid) põhinevad täpsel kandela määratlusel
- Valgustusnormid: hoonete nõuded (luksi tase) on jälgitavad kvantstandardini
- Astronoomia: tähe heleduse mõõtmised on seotud fundamentaalse füüsikaga
Tehnoloogilised revolutsioonid valgustuses (1980. aastad - praeguseni)
Kaasaegne valgustustehnoloogia on muutnud seda, kuidas me valgust loome, mõõdame ja kasutame, muutes fotomeetrilise täpsuse olulisemaks kui kunagi varem.
LED-ajastu (2000. - 2010. aastad)
LED-id revolutsioneerisid valgustust 100+ luumeniga/vati kohta (võrreldes hõõglampide 15 lm/W-ga). Energiamärgised nõuavad nüüd täpseid luumenireitinguid. Värviedastusindeks (CRI) ja värvitemperatuur (Kelvin) muutuvad tarbijaspetsifikatsioonideks.
Ekraanitehnoloogia (2010. aastad - praeguseni)
HDR-ekraanid ulatuvad 1000-2000 nitini. OLED-pikslitaseme kontroll. Standardid nagu HDR10, Dolby Vision nõuavad täpseid heledusspetsifikatsioone. Nutitelefonide välistingimustes nähtavus ajendab 1200+ niti tippheledust. Kino säilitab õige kontrasti saavutamiseks 48 nitti.
Nutikas valgustus ja inimkeskne disain (2020. aastad)
Ööpäevase rütmi uuringud ajendavad häälestatavat valgustust (CCT reguleerimine). Nutitelefonides on luksmeetrid. Ehitusnormid määravad valgustustiheduse tervise/produktiivsuse jaoks. Fotomeetria on heaolu disainis kesksel kohal.
- Ainus inimmõistusel põhinev SI-ühik: kandela hõlmab ainulaadselt bioloogiat (silma tundlikkust) füüsika määratlusse
- Küünaldest kvantideni: teekond algelistest vahapulkadest laseriga määratletud standarditeni 200 aasta jooksul
- Endiselt arenev: LED- ja ekraanitehnoloogia jätkavad fotomeetrilise innovatsiooni edendamist
- Praktiline mõju: teie telefoni ekraani heledus, kontorivalgustus ja auto esituled on kõik seotud 683 luumeniga = 1 vatt 555 nm juures
- Tulevik: potentsiaalne edasine täiustamine, kui me mõistame nägemisteadust paremini, kuid praegune määratlus on alates 1979. aastast märkimisväärselt stabiilne
Profinippid
- **Kontrollige kõigepealt kategooriat**: Veenduge alati, et teisendate sama kategooria piires. Luksist fc-ks: OK. Luksist nitiks: VALE!
- **Kiire pöördvõrdeline ruut**: Kaugus x2 = heledus /4. Kaugus x3 = heledus /9. Kiire peastarvutamine!
- **Luumen ≠ Luks**: 1000 luumeni pirn, mis on jaotatud 1 m² peale = 1000 luksi. 10 m² peale = 100 luksi. Pindala on oluline!
- **Kiire jalg-küünal**: fc x 10 ≈ luks. Piisavalt täpne ligikaudseteks hinnanguteks. Täpne: fc x 10,764 = luks.
- **Ekraanide võrdlus**: Kasutage alati nitte (cd/m²). Ignoreerige % heleduse spetsifikatsioone. Ainult nitid on objektiivsed.
- **Ruumi valgustuse hindamine**: 300-500 luksi on kontoris tüüpiline. Vajalik luumenite koguarv = luks x pindala (m²). Seejärel jagage pirni luumenite arvuga.
- **Automaatne teaduslik notatsioon**: Väärtused ≥ 1 miljon või < 0,000001 kuvatakse loetavuse huvides automaatselt teaduslikus notatsioonis (nt 1.0e+6)!
Täielik fotomeetriline teatmik
Valgustustihedus
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| Ühik | Sümbol | Märkused ja rakendused |
|---|---|---|
| luks | lx | SI valgustustiheduse ühik. 1 lx = 1 lm/m². Kontor: 300-500 luksi. Päikesevalgus: 100 000 luksi. |
| kiloluks | klx | 1000 luksi. Eredad välitingimused. Otsese päikesevalguse vahemikud. |
| milliluks | mlx | 0,001 luksi. Madala valgusega tingimused. Hämariku tasemed. |
| mikroluks | µlx | 0,000001 luksi. Väga pimedad tingimused. Tähevalguse tasemed. |
| jalg-küünal | fc | Imperiaalne valgustustihedus. 1 fc = 10,764 luksi. Kasutatakse endiselt USA normides. |
| foot | ph | CGS-ühik. 1 ph = 10 000 luksi = 1 lm/cm². Tänapäeval harva kasutatav. |
| noks | nx | 0,001 luksi. Öine valgustus. Ladina keeles 'öö'. |
| luumen ruutmeetri kohta | lm/m² | Sama mis luks. Otsene definitsioon: 1 lm/m² = 1 luks. |
| luumen ruutsentimeetri kohta | lm/cm² | Sama mis fot. 1 lm/cm² = 10 000 luksi. |
| luumen ruutjala kohta | lm/ft² | Sama mis jalg-küünal. 1 lm/ft² = 1 fc = 10,764 luksi. |
Heledus
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| Ühik | Sümbol | Märkused ja rakendused |
|---|---|---|
| kandela ruutmeetri kohta (nitt) | cd/m² | Kaasaegne heleduse ühik = nit. Ekraane hinnatakse nittides. Telefon: 500 nitti. |
| nitt | nt | Levinud nimi cd/m² jaoks. Ekraani heleduse standard. HDR: 1000+ nitti. |
| stilb | sb | 1 cd/cm² = 10 000 nitti. Väga ere. Tänapäeval harva kasutatav. |
| kandela ruutsentimeetri kohta | cd/cm² | Sama mis stilb. 1 cd/cm² = 10 000 cd/m². |
| kandela ruutjala kohta | cd/ft² | Imperiaalne heledus. 1 cd/ft² = 10,764 cd/m². |
| kandela ruuttolli kohta | cd/in² | 1 cd/in² = 1550 cd/m². Väike pindala, suur heledus. |
| lambert | L | 1/π cd/cm² = 3 183 cd/m². Täiuslikult hajutav pind. |
| millilambert | mL | 0,001 lambertit = 3,183 cd/m². |
| jalg-lambert | fL | 1/π cd/ft² = 3,426 cd/m². USA kinostandard: 14-16 fL. |
| apostilb | asb | 1/π cd/m² = 0,318 cd/m². CGS-ühik. |
| blondel | blondel | Sama mis apostilb. 1/π cd/m². Nime saanud André Blondeli järgi. |
| bril | bril | 10^-7 lambertit = 3,183 x 10^-6 cd/m². Pimedusega kohanenud nägemine. |
| skot | sk | 10^-4 lambertit = 3,183 x 10^-4 cd/m². Skotoopilise nägemise ühik. |
Valgustugevus
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| Ühik | Sümbol | Märkused ja rakendused |
|---|---|---|
| kandela | cd | SI põhiühik! Valgustugevus suunas. LED: 1-10 cd tüüpiline. |
| kilokandela | kcd | 1000 kandelat. Väga eredate allikad. Prožektorid. |
| millikandela | mcd | 0,001 kandelat. Väikesed LED-id. Märgutuled: 1-100 mcd. |
| hefnerkerze (Hefneri küünal) | HK | 0,903 cd. Saksa küünlastandard. Amüülatsetaadi leek. |
| rahvusvaheline küünal | ICP | 1,02 cd. Varajane standard. Plaatina külmumispunktis. |
| detsimaalküünal | dc | Sama mis kandela. Varajane prantsuse termin. |
| pentaaniküünal (10 küünla tugevus) | cp | 10 cd. Pentaanlambi standard. 10 küünlavõimsust. |
| carceli ühik | carcel | 9,74 cd. Prantsuse lambistandard. Carceli õlilamp. |
| bougie decimal | bougie | Sama mis kandela. Prantsuse kümnendküünal. |
Valgusvoog
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| Ühik | Sümbol | Märkused ja rakendused |
|---|---|---|
| luumen | lm | SI valgusvoo ühik. Kogu valgusväljund. LED-pirn: 800 lm tüüpiline. |
| kiloluumen | klm | 1000 luumenit. Eredate pirnid. Kommertsvalgustus. |
| milliluumen | mlm | 0,001 luumenit. Väga nõrgad allikad. |
| vatt (555 nm juures, maksimaalne valgustõhusus) | W@555nm | 1 W 555 nm juures = 683 lm. Maksimaalne valgusviljakus. Rohelise valguse maksimum. |
Fotomeetriline säritus
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| Ühik | Sümbol | Märkused ja rakendused |
|---|---|---|
| luks-sekund | lx⋅s | Valgustustihedus ajas. Fotograafiline säritus. 1 lx 1 sekundi jooksul. |
| luks-tund | lx⋅h | 3600 luks-sekundit. 1 lx 1 tunni jooksul. Pikemad säritused. |
| foot-sekund | ph⋅s | 10 000 luks-sekundit. Ere säritus. |
| jalg-küünal-sekund | fc⋅s | 10,764 luks-sekundit. Jalg-küünal 1 sekundi jooksul. |
| jalg-küünal-tund | fc⋅h | 38 750 luks-sekundit. Jalg-küünal 1 tunni jooksul. |
Fotomeetria teisendamise parimad tavad
Parimad tavad
- Teadke suurust: luks (pinnal), nit (pinnalt), kandela (allikas), luumen (kokku) - ÄRGE KUNAGI segage!
- Teisendage ainult sama kategooria piires: luks↔jalg-küünal OK, luks↔nit VÕIMATU ilma pinnaandmeteta
- Luumenist luksini: vaja on pindala ja valguse jaotusmustrit (mitte lihtne jagamine!)
- Ekraani heledus nittides: 200-300 siseruumides, 600+ väljas, 1000+ HDR-sisu
- Valgustusnormid kasutavad lukse: kontor 300-500 lx, jaekaubandus 500-1000 lx, kontrollige kohalikke nõudeid
- Fotograafia: luks-sekundid särituseks, kuid kaasaegsed kaamerad kasutavad EV (säritusväärtus) skaalat
Vältitavad levinud vead
- Püüe teisendada luks otse nitiks: Võimatu! Erinevad suurused (pinnal vs pinnalt)
- Luumenite teisendamine luksiks ilma pindalata: peate teadma valgustatud ala ja jaotusmustrit
- Pöördvõrdelise ruudu seaduse eiramine: valguse intensiivsus väheneb kauguse² võrra (kahekordne kaugus = 1/4 valgust)
- Kategooriate segamine: nagu püüaks teisendada meetreid kilogrammideks - füüsiliselt mõttetu!
- Vale ühiku kasutamine rakenduse jaoks: ekraanid vajavad nitte, ruumid lukse, pirne hinnatakse luumenites
- Kandela segiajamine küünlavõimsusega (candlepower): vana imperiaalne ühik, ei ole sama mis kaasaegne kandela (cd)
Korduma kippuvad küsimused
Mis vahe on luksil ja nitil?
Täiesti erinevad! Luks = valgustustihedus = valgus, mis langeb pinnale (lm/m²). Nit = heledus = valgus, mis tuleb pinnalt (cd/m²). Näide: laual on 500 luksi valgustustihedus laelampidest. Arvutiekraanil on 300 nitti heledust, mida te näete. Neid ei saa omavahel teisendada, teadmata pinna peegeldusvõimet! Erinevad füüsikalised suurused.
Kas ma saan luumeneid luksideks teisendada?
Jah, aga teil on vaja pindala! Luks = luumenid / pindala (m²). 1000 luumeni pirn, mis valgustab 1 m² pinda = 1000 luksi. Sama pirn, mis valgustab 10 m² = 100 luksi. Seda mõjutab ka kaugus (pöördvõrdelise ruudu seadus) ja valguse jaotusmuster. See ei ole otsene teisendus!
Miks on kandela SI põhiühik?
Ajaloolistel ja praktilistel põhjustel. Valgustugevus on fundamentaalne - seda saab mõõta otse allikast. Luumen, luks on tuletatud kandelast geomeetria abil. Samuti on kandela ainus SI-ühik, mis põhineb inimmõistusel! See on defineeritud inimsilma spektraalse tundlikkuse abil 555 nm juures. Eriline SI-ühikute seas.
Milline on hea ekraani heledus?
Sõltub keskkonnast! Siseruumides: 200-300 nitti on piisav. Väljas: nähtavuse tagamiseks on vaja 600+ nitti. HDR-sisu: 400-1000 nitti. Liiga ere pimedas = silmade väsimus. Liiga hämar päikesevalguses = ei näe. Paljud seadmed kohanduvad automaatselt. Telefonidel on tavaliselt 400-800 nitti, mõned ulatuvad 1200+ ereda päikesevalguse jaoks.
Kui palju luumeneid ma vajan?
Sõltub ruumist ja eesmärgist! Üldreegel: 300-500 luksi kontorites. Magamistuba: 100-200 luksi. Köök: 300-400 luksi. Korrutage luks x ruumi pindala (m²) = kogu luumenid. Näide: 4m x 5m kontor (20 m²) 400 luksi juures = vaja on 8000 luumenit. Seejärel jagage pirni luumenite arvuga.
Miks ma ei saa neid kategooriaid segada?
Need on põhimõtteliselt erinevad füüsikalised suurused erinevate mõõtmetega! Nagu prooviks teisendada kilogramme meetriteks - võimatu! Valgustustihedus on voog/pindala. Heledus on tugevus/pindala. Tugevus on kandela. Voog on luumenid. Kõik on seotud füüsika/geomeetriaga, kuid EI ole otseselt teisendatavad. Nende seostamiseks on vaja lisateavet (kaugus, pindala, peegeldusvõime).
Täielik Tööriistade Kataloog
Kõik 71 tööriista, mis on UNITSis saadaval