Конвертер света
Свет и фотометрия — от канделы до люмена
Освойте фотометрические единицы в 5 категориях: освещенность (люкс), яркость (нит), сила света (кандела), световой поток (люмен) и экспозиция. Поймите разницу между светом НА поверхностях и ОТ поверхностей.
Основы фотометрии
Пять физических величин
Фотометрия измеряет 5 РАЗНЫХ вещей! Освещенность: свет, падающий НА поверхность (люкс). Яркость: свет ОТ поверхности (нит). Интенсивность: сила источника (кандела). Поток: общий выход (люмен). Экспозиция: свет x время. Нельзя смешивать!
- Освещенность: люкс (свет НА)
- Яркость: нит (свет ОТ)
- Интенсивность: кандела (источник)
- Поток: люмен (всего)
- Экспозиция: люкс-секунда (время)
Освещенность (Lux)
Свет, падающий НА поверхность. Единицы: люкс (лк) = люмен на квадратный метр. Солнечный свет: 100 000 люкс. Офис: 500 люкс. Лунный свет: 0,1 люкс. Измеряет, насколько яркой кажется поверхность при освещении.
- люкс = лм/м² (люмен/площадь)
- Солнечный свет: 100 000 лк
- Офис: 300-500 лк
- Нельзя конвертировать в нит!
Яркость (Nit)
Свет, исходящий ОТ поверхности (излученный или отраженный). Единицы: нит = кандела на квадратный метр. Экран телефона: 500 нит. Ноутбук: 300 нит. Отличается от освещенности! Измеряет яркость самой поверхности.
- нит = кд/м²
- Телефон: 400-800 нит
- Ноутбук: 200-400 нит
- Отличается от освещенности!
- 5 разных физических величин - нельзя смешивать!
- Освещенность (люкс): свет НА поверхности
- Яркость (нит): свет ОТ поверхности
- Интенсивность (кандела): сила источника в направлении
- Поток (люмен): общий световой выход
- Конвертируйте только в пределах одной категории!
Объяснение пяти категорий
Освещенность (Свет НА)
Свет, падающий НА поверхность. Измеряет, сколько света попадает на площадь. Основная единица: люкс (лк). 1 люкс = 1 люмен на квадратный метр. Фут-кандела (fc) = 10,76 люкс. Используется для дизайна освещения.
- люкс (лк): единица СИ
- фут-кандела (fc): имперская
- фот (ф): СГС (10 000 лк)
- Измеряет полученный свет
Яркость (Свет ОТ)
Свет, излученный или отраженный ОТ поверхности. Яркость, которую вы видите. Основная единица: нит = кандела/м². Стильб = 10 000 нит. Ламберт, фут-ламберт - исторические. Используется для дисплеев, экранов.
- нит (кд/м²): современная
- стильб: 10 000 нит
- ламберт: 3 183 нит
- фут-ламберт: 3,43 нит
Интенсивность, Поток, Экспозиция
Интенсивность (кандела): сила источника в направлении. Основная единица СИ! Поток (люмен): общий выход во всех направлениях. Экспозиция (люкс-секунда): освещенность с течением времени для фотографии.
- кандела (кд): основа СИ
- люмен (лм): общий выход
- люкс-секунда: экспозиция
- Все это разные величины!
Физика измерения света
Закон обратных квадратов
Интенсивность света уменьшается с квадратом расстояния. Освещенность E = Интенсивность I / расстояние² (r²). Удвоение расстояния = 1/4 яркости. 1 кандела на 1 метре = 1 люкс. На 2 метрах = 0,25 люкс.
- E = I / r²
- Удвоение расстояния = 1/4 света
- 1 кд на 1м = 1 лк
- 1 кд на 2м = 0,25 лк
От потока к освещенности
Световой поток, распределенный по площади. E (люкс) = Поток (люмен) / Площадь (м²). 1000 люмен на 1 м² = 1000 люкс. На 10 м² = 100 люкс. Большая площадь = меньшая освещенность.
- E = Φ / A
- 1000 лм / 1 м² = 1000 лк
- 1000 лм / 10 м² = 100 лк
- Площадь имеет значение!
Яркость и отражательная способность
Яркость = освещенность x отражательная способность / π. Белая стена (90% отражательная способность): высокая яркость. Черная поверхность (10% отражательная способность): низкая яркость. Одинаковая освещенность, разная яркость! Зависит от поверхности.
- L = E × ρ / π
- Белый: высокая яркость
- Черный: низкая яркость
- Поверхность имеет значение!
Эталоны уровня освещенности
| Условие | Освещенность (люкс) | Примечания |
|---|---|---|
| Звездный свет | 0.0001 | Самый темный естественный свет |
| Лунный свет (полнолуние) | 0.1 - 1 | Ясная ночь |
| Уличное освещение | 10 - 20 | Типичное городское |
| Гостиная | 50 - 150 | Уютный дом |
| Рабочее место в офисе | 300 - 500 | Стандартное требование |
| Розничный магазин | 500 - 1000 | Яркий дисплей |
| Операционная | 10,000 - 100,000 | Хирургическая точность |
| Прямой солнечный свет | 100,000 | Яркий день |
| Полный дневной свет | 10,000 - 25,000 | От облачного до солнечного |
Яркость дисплея (яркость)
| Устройство | Типичная (нит) | Максимальная (нит) |
|---|---|---|
| Электронная книга (e-ink) | 5-10 | 15 |
| Экран ноутбука | 200-300 | 400 |
| Настольный монитор | 250-350 | 500 |
| Смартфон | 400-600 | 800-1200 |
| Телевизор HDR | 400-600 | 1000-2000 |
| Кинопроектор | 48-80 | 150 |
| Внешний светодиодный дисплей | 5000 | 10,000+ |
Применения в реальном мире
Дизайн освещения
Офис: 300-500 люкс. Розничная торговля: 500-1000 люкс. Хирургия: 10 000+ люкс. Строительные нормы определяют требования к освещенности. Слишком низкая: напряжение для глаз. Слишком высокая: блики, пустая трата энергии. Правильное освещение критически важно!
- Офис: 300-500 лк
- Розничная торговля: 500-1000 лк
- Хирургия: 10 000+ лк
- Применяются строительные нормы
Технология дисплеев
Экраны телефонов/планшетов: типично 400-800 нит. Ноутбуки: 200-400 нит. Телевизоры HDR: 1000+ нит. Внешние дисплеи: 2000+ нит для видимости. Яркость определяет читабельность в ярких условиях.
- Телефоны: 400-800 нит
- Ноутбуки: 200-400 нит
- Телевизор HDR: 1000+ нит
- Внешние: 2000+ нит
Фотография
Экспозиция камеры = освещенность x время. Люкс-секунды или люкс-часы. Люксметры измеряют люксы. Правильная экспозиция критически важна для качества изображения. EV (значение экспозиции) связано с люкс-секундами.
- Экспозиция = люкс x время
- Люксметры: люкс
- люкс-секунда: фото единица
- EV связано с экспозицией
Быстрая математика
Обратный квадрат
Освещенность падает с расстоянием². 1 кд на 1м = 1 лк. На 2м = 0,25 лк (1/4). На 3м = 0,11 лк (1/9). Быстро: делите на квадрат расстояния!
- E = I / r²
- 1м: делить на 1
- 2м: делить на 4
- 3м: делить на 9
Распределение по площади
Поток на площадь. Лампа 1000 лм. На расстоянии 1 м, свет распределяется по поверхности сферы 12.6 м². 1000 / 12.6 = 79 люкс. Большая сфера = меньше люкс.
- Площадь сферы = 4πr²
- 1м: 12.6 м²
- 2м: 50.3 м²
- Поток / площадь = освещенность
Люкс в Фут-Кандела
1 фут-кандела = 10,764 люкс. Быстро: fc x 10 ≈ lux. Или: lux / 10 ≈ fc. Достаточно точно для оценок!
- 1 fc = 10,764 lx
- fc x 10 ≈ lux
- lux / 10 ≈ fc
- Быстрая оценка
Как работают преобразования
- Шаг 1: Проверьте категорию
- Шаг 2: Конвертируйте только в пределах категории
- Освещенность: люкс, fc, фот
- Яркость: нит, ламберт, fL
- НИКОГДА не пересекайте категории!
Распространенные преобразования (в пределах категорий)
| Из | В | Коэффициент | Пример |
|---|---|---|---|
| люкс | фут-кандела | 0.0929 | 100 лк = 9.29 fc |
| фут-кандела | люкс | 10.764 | 10 fc = 107.6 лк |
| фот | люкс | 10,000 | 1 ph = 10,000 лк |
| нит (кд/м²) | фут-ламберт | 0.2919 | 100 нит = 29.2 fL |
| фут-ламберт | нит | 3.426 | 100 fL = 343 нит |
| стильб | нит | 10,000 | 1 sb = 10,000 нит |
| ламберт | нит | 3183 | 1 L = 3183 нит |
| люмен | ватт@555нм | 0.00146 | 683 лм = 1 Вт |
Быстрые примеры
Решенные задачи
Освещение офиса
Офису нужно 400 люкс. Светодиодные лампы производят по 800 люмен каждая. Комната 5м x 4м (20 м²). Сколько нужно ламп?
Общее количество люменов = 400 лк x 20 м² = 8 000 лм. Нужно ламп = 8 000 / 800 = 10 ламп. Предполагается равномерное распределение и отсутствие потерь.
Расстояние фонарика
Фонарик имеет силу света 1000 кандел. Какая освещенность на расстоянии 5 метров?
E = I / r². E = 1000 кд / (5м)² = 1000 / 25 = 40 люкс. Закон обратных квадратов: удвоение расстояния = 1/4 света.
Яркость экрана
Экран ноутбука имеет 300 нит. Преобразуйте в фут-ламберты?
1 нит = 0,2919 фут-ламберт. 300 нит x 0,2919 = 87,6 fL. Исторический стандарт для кинотеатров был 16 fL, так что ноутбук в 5,5 раз ярче!
Распространенные ошибки
- **Смешивание категорий**: Нельзя конвертировать люкс в нит! Это разные физические величины. Люкс = свет НА поверхности. Нит = свет ОТ поверхности. Для их связи нужна отражательная способность.
- **Забывание об обратном квадрате**: Свет уменьшается с КВАДРАТОМ расстояния, а не линейно. 2x расстояние = 1/4 яркости, а не 1/2!
- **Путаница между люменом и люксом**: Люмен = общий выход (все направления). Люкс = выход на площадь (одно направление). Лампа на 1000 лм НЕ производит 1000 люкс!
- **Игнорирование отражательной способности**: Белая стена и черная стена под одинаковой освещенностью имеют кардинально разную яркость. Поверхность имеет значение!
- **Кандела против свечной силы**: 1 кандела ≠ 1 свечная сила. Пентановая свеча = 10 кандел. Исторические единицы варьировались!
- **Единицы яркости дисплея**: Производители смешивают ниты, кд/м² и % яркости. Всегда проверяйте фактические ниты для сравнения.
Интересные факты
Кандела является основной единицей СИ
Кандела является одной из 7 основных единиц СИ (вместе с метром, килограммом, секундой, ампером, кельвином, молем). Определяется как сила света источника, излучающего свет с частотой 540 ТГц с интенсивностью излучения 1/683 ватт на стерадиан. Единственная единица, основанная на человеческом восприятии!
Люмен определяется из канделы
1 люмен = свет от источника в 1 канделу в пределах телесного угла в 1 стерадиан. Поскольку сфера имеет 4π стерадиан, изотропный источник в 1 канделу излучает в общей сложности 4π ≈ 12,57 люмен. Люмен является производной, кандела - фундаментальной!
555 нм - пик чувствительности
Человеческий глаз наиболее чувствителен к 555 нм (зелено-желтый). 1 ватт света 555 нм = 683 люмен (максимально возможное). Красный или синий свет: меньше люмен на ватт. Вот почему ночное видение зеленое!
Дисплеи HDR = 1000+ нит
Стандартные дисплеи: 200-400 нит. HDR (High Dynamic Range): 1000+ нит. Некоторые достигают 2000-4000 нит! Отражение солнца: 5000+ нит. HDR имитирует диапазон яркости реального мира для потрясающих изображений.
Фут-кандела от настоящих свечей
1 фут-кандела = освещенность на расстоянии 1 фута от источника в 1 канделу. Изначально происходило от настоящей свечи на расстоянии 1 фута! = 10,764 люкс. До сих пор используется в нормах освещения США.
Стандарт яркости в кино
Кинопроекторы калибруются до 14-16 фут-ламберт (48-55 нит). Кажется тусклым по сравнению с телевизором/телефоном! Но в темном кинотеатре это создает надлежащий контраст. Домашние проекторы часто имеют 100+ нит для окружающего освещения.
Эволюция измерения света: от свечей до квантовых стандартов
Древние источники света (до 1800 года)
До научной фотометрии люди полагались на естественные световые циклы и примитивные искусственные источники. Масляные лампы, свечи и факелы обеспечивали непостоянное освещение, измеряемое только путем сравнения.
- Свечи как стандарты: сальные, пчелиные и спермацетовые свечи использовались как грубые эталоны
- Отсутствие количественных измерений: свет описывался качественно ('ярко, как днем', 'тускло, как лунный свет')
- Региональные различия: каждая культура разрабатывала свои собственные стандарты свечей без международного соглашения
- Ограничения открытий: отсутствие понимания света как электромагнитного излучения или фотонов
Рождение научной фотометрии (1800-1900)
19 век принес систематические попытки стандартизировать измерение света, что было обусловлено внедрением газового освещения и раннего электрического освещения.
- 1799 - Фотометр Румфорда: Бенджамин Томпсон (граф Румфорд) изобрел теневой фотометр для сравнения источников света
- 1860-е - Появляются стандарты свечей: спермацетовая свеча (китовый жир), лампа Карселя (растительное масло), лампа Гефнера (амилацетат) конкурируют как эталоны
- 1881 - Стандарт Виоля: Жюль Виоль предложил платину при температуре замерзания (1769°C) в качестве стандарта света - 1 квадратный сантиметр излучает 1 Виоль
- 1896 - Свеча Гефнера: немецкий стандарт, использовавший контролируемое пламя амилацетата, использовался до 1940-х годов (0,903 современной канделы)
Международная стандартизация (1900-1948)
Усилия начала 20 века объединили конкурирующие национальные стандарты в Международную свечу, предшественника современной канделы.
- 1909 - Международная свеча: соглашение между Францией, Великобританией и США определяет стандарт как 1/20 излучателя абсолютно черного тела из платины при температуре замерзания
- 1921 - Предложена единица Бугера: на основе платинового стандарта, примерно равная современной канделе
- 1930-е - Пентановый стандарт: некоторые страны использовали стандартизированную пентановую лампу вместо платины
- 1940-е - Война нарушает стандарты: Вторая мировая война подчеркнула необходимость универсального, воспроизводимого измерения, независимого от артефактов
Кандела становится основной единицей СИ (1948-1979)
Послевоенное международное сотрудничество установило канделу в качестве седьмой основной единицы СИ, первоначально определенной через излучение абсолютно черного тела из платины.
1948 Definition: 1948 (9-я ГКМВ): кандела определена как сила света 1/600 000 м² платины при температуре замерзания. Впервые 'кандела' официально заменила 'свечу'. Установила фотометрию в рамках СИ вместе с метром, килограммом, секундой, ампером, кельвином и молем.
Challenges:
- Зависимость от платины: требовался точный контроль чистоты и температуры платины (1769°C)
- Сложность реализации: немногие лаборатории могли поддерживать аппаратуру для точки замерзания платины
- Спектральная чувствительность: определение основывалось на фотопическом зрении (кривая чувствительности человеческого глаза)
- Эволюция терминологии: 'нит' был неофициально принят для кд/м² в 1967 году, хотя и не является официальным термином СИ
Квантовая революция: связь света с фундаментальными константами (1979-настоящее время)
Переопределение 1979 года освободило канделу от материальных артефактов, вместо этого связав ее с ваттом через чувствительность человеческого глаза на определенной длине волны.
1979 Breakthrough: 16-я ГКМВ переопределила канделу на основе монохроматического излучения: 'Сила света в заданном направлении источника, излучающего монохроматическое излучение с частотой 540 × 10¹² Гц (555 нм, пик чувствительности человеческого глаза) и имеющего силу излучения 1/683 ватта на стерадиан.' Это делает 683 люмена точно равными 1 ватту на 555 нм.
Advantages:
- Фундаментальная константа: связана с ваттом (единица мощности СИ) и функцией световой эффективности фотопического зрения человека
- Воспроизводимость: любая лаборатория может реализовать канделу с помощью лазера и калиброванного детектора
- Без артефактов: нет платины, нет точек замерзания, не требуются физические стандарты
- Точность длины волны: 555 нм выбрана как пик фотопического зрения (где глаз наиболее чувствителен)
- Число 683: выбрано для сохранения преемственности с предыдущим определением канделы
Modern Impact:
- Калибровка светодиодов: критически важна для стандартов энергоэффективности (рейтинги люмен на ватт)
- Технология дисплеев: стандарты HDR (ниты) основаны на точном определении канделы
- Нормы освещения: требования к зданиям (уровни люксов) отслеживаются до квантового стандарта
- Астрономия: измерения звездной светимости связаны с фундаментальной физикой
Технологические революции в освещении (1980-е-настоящее время)
Современная технология освещения изменила способ создания, измерения и использования света, сделав фотометрическую точность важнее, чем когда-либо.
Эра светодиодов (2000-е-2010-е)
Светодиоды революционизировали освещение с 100+ люмен/ватт (по сравнению с 15 лм/Вт для ламп накаливания). Энергетические этикетки теперь требуют точных рейтингов люменов. Индекс цветопередачи (CRI) и цветовая температура (Кельвин) становятся спецификациями для потребителей.
Технология дисплеев (2010-е-настоящее время)
Дисплеи HDR достигают 1000-2000 нит. Управление на уровне пикселей OLED. Стандарты, такие как HDR10, Dolby Vision, требуют точных спецификаций яркости. Видимость смартфонов на улице приводит к пиковой яркости 1200+ нит. Кинотеатр поддерживает 48 нит для надлежащего контраста.
Умное освещение и дизайн, ориентированный на человека (2020-е)
Исследования циркадных ритмов стимулируют настраиваемое освещение (регулировка CCT). Люксметры в смартфонах. Строительные нормы определяют освещенность для здоровья/производительности. Фотометрия является центральной в дизайне для благополучия.
- Единственная единица СИ, основанная на человеческом восприятии: кандела уникально включает биологию (чувствительность глаза) в физическое определение
- От свечей до квантов: путь от грубых восковых палочек до лазерно-определенных стандартов за 200 лет
- Все еще развивается: технология светодиодов и дисплеев продолжает стимулировать фотометрические инновации
- Практическое влияние: яркость экрана вашего телефона, освещение в офисе и фары автомобиля - все это восходит к 683 люменам = 1 ватту на 555 нм
- Будущее: возможно дальнейшее усовершенствование, поскольку мы лучше понимаем науку о зрении, но текущее определение остается на удивление стабильным с 1979 года
Профессиональные советы
- **Сначала проверьте категорию**: всегда подтверждайте, что вы конвертируете в пределах одной категории. Люкс в fc: ДА. Люкс в нит: НЕТ!
- **Быстрый обратный квадрат**: расстояние x2 = яркость /4. расстояние x3 = яркость /9. Быстрый счет в уме!
- **Люмен ≠ Люкс**: лампа 1000 люмен, распределенная на 1 м² = 1000 люкс. На 10 м² = 100 люкс. Площадь имеет значение!
- **Быстрый фут-кандела**: fc x 10 ≈ lux. Достаточно точно для грубых оценок. Точно: fc x 10,764 = lux.
- **Сравнение дисплеев**: всегда используйте ниты (кд/м²). Игнорируйте спецификации % яркости. Только ниты объективны.
- **Оценка освещения комнаты**: типичный офис 300-500 люкс. Общее количество люменов = люкс x площадь (м²). Затем разделите на люмены на лампу.
- **Автоматическая научная нотация**: значения ≥ 1 миллиона или < 0,000001 автоматически отображаются в научной нотации (например, 1.0e+6) для удобства чтения!
Полный фотометрический справочник
Освещенность
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| Единица | Символ | Примечания и применения |
|---|---|---|
| люкс | lx | Единица СИ освещенности. 1 лк = 1 лм/м². Офис: 300-500 люкс. Солнечный свет: 100 000 люкс. |
| килолюкс | klx | 1000 люкс. Яркие уличные условия. Диапазон прямого солнечного света. |
| миллилюкс | mlx | 0,001 люкс. Условия низкой освещенности. Уровни сумерек. |
| микролюкс | µlx | 0,000001 люкс. Очень темные условия. Уровни звездного света. |
| фут-свеча | fc | Имперская освещенность. 1 fc = 10,764 люкс. Все еще используется в нормах США. |
| фот | ph | Единица СГС. 1 ph = 10 000 люкс = 1 лм/см². Сейчас редко используется. |
| нокс | nx | 0,001 люкс. Ночное освещение. От латинского 'ночь'. |
| люмен на квадратный метр | lm/m² | То же, что и люкс. Прямое определение: 1 лм/м² = 1 люкс. |
| люмен на квадратный сантиметр | lm/cm² | То же, что и фот. 1 лм/см² = 10 000 люкс. |
| люмен на квадратный фут | lm/ft² | То же, что и фут-кандела. 1 лм/фут² = 1 fc = 10,764 люкс. |
Яркость
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| Единица | Символ | Примечания и применения |
|---|---|---|
| кандела на квадратный метр (нит) | cd/m² | Современная единица яркости = нит. Дисплеи оцениваются в нитах. Телефон: 500 нит. |
| нит | nt | Общее название для кд/м². Стандарт яркости дисплея. HDR: 1000+ нит. |
| стильб | sb | 1 кд/см² = 10 000 нит. Очень ярко. Сейчас редко используется. |
| кандела на квадратный сантиметр | cd/cm² | То же, что и стильб. 1 кд/см² = 10 000 кд/м². |
| кандела на квадратный фут | cd/ft² | Имперская яркость. 1 кд/фут² = 10,764 кд/м². |
| кандела на квадратный дюйм | cd/in² | 1 кд/дюйм² = 1550 кд/м². Маленькая площадь, высокая яркость. |
| ламберт | L | 1/π кд/см² = 3 183 кд/м². Идеально диффузная поверхность. |
| миллиламберт | mL | 0,001 ламберт = 3,183 кд/м². |
| фут-ламберт | fL | 1/π кд/фут² = 3,426 кд/м². Американский стандарт для кинотеатров: 14-16 fL. |
| апостильб | asb | 1/π кд/м² = 0,318 кд/м². Единица СГС. |
| блондель | blondel | То же, что и апостильб. 1/π кд/м². Названо в честь Андре Блонделя. |
| брил | bril | 10^-7 ламберт = 3,183 x 10^-6 кд/м². Зрение, адаптированное к темноте. |
| скот | sk | 10^-4 ламберт = 3,183 x 10^-4 кд/м². Единица скотопического зрения. |
Сила света
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| Единица | Символ | Примечания и применения |
|---|---|---|
| кандела | cd | Основная единица СИ! Сила света в направлении. Светодиод: типично 1-10 кд. |
| килокандела | kcd | 1000 кандел. Очень яркие источники. Прожекторы. |
| милликандела | mcd | 0,001 канделы. Маленькие светодиоды. Индикаторные лампы: 1-100 мкд. |
| свеча Гефнера (hefner candle) | HK | 0,903 кд. Немецкий стандарт свечи. Пламя амилацетата. |
| международная свеча | ICP | 1,02 кд. Ранний стандарт. Платина при температуре замерзания. |
| десятичная свеча | dc | То же, что и кандела. Ранний французский термин. |
| пентановая свеча (10 свечных сил) | cp | 10 кд. Стандарт пентановой лампы. 10 свечных сил. |
| единица Карселя | carcel | 9,74 кд. Французский стандарт лампы. Масляная лампа Карселя. |
| бужи-децималь | bougie | То же, что и кандела. Французская десятичная свеча. |
Световой поток
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| Единица | Символ | Примечания и применения |
|---|---|---|
| люмен | lm | Единица СИ светового потока. Общий световой выход. Светодиодная лампа: типично 800 лм. |
| килолюмен | klm | 1000 люмен. Яркие лампы. Коммерческое освещение. |
| миллилюмен | mlm | 0,001 люмена. Очень тусклые источники. |
| ватт (при 555 нм, пиковая световая эффективность) | W@555nm | 1 Вт на 555 нм = 683 лм. Пиковая световая эффективность. Максимум для зеленого света. |
Фотометрическая экспозиция
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| Единица | Символ | Примечания и применения |
|---|---|---|
| люкс-секунда | lx⋅s | Освещенность с течением времени. Фотографическая экспозиция. 1 лк в течение 1 секунды. |
| люкс-час | lx⋅h | 3600 люкс-секунд. 1 лк в течение 1 часа. Более длительные экспозиции. |
| фот-секунда | ph⋅s | 10 000 люкс-секунд. Яркая экспозиция. |
| фут-свеча-секунда | fc⋅s | 10,764 люкс-секунд. Фут-кандела в течение 1 секунды. |
| фут-свеча-час | fc⋅h | 38 750 люкс-секунд. Фут-кандела в течение 1 часа. |
Лучшие практики преобразования в фотометрии
Лучшие практики
- Знайте величину: люкс (НА поверхности), нит (ОТ поверхности), кандела (источник), люмен (всего) - НИКОГДА не смешивайте!
- Конвертируйте только в пределах одной категории: люкс↔фут-кандела ДА, люкс↔нит НЕВОЗМОЖНО без данных о поверхности
- Для люмен в люкс: нужна площадь и диаграмма распределения света (не простое деление!)
- Яркость дисплея в нитах: 200-300 в помещении, 600+ на улице, 1000+ HDR контент
- Нормы освещения используют люксы: офис 300-500 лк, розничная торговля 500-1000 лк, проверяйте местные требования
- Фотография: люкс-секунды для экспозиции, но современные камеры используют шкалу EV (значение экспозиции)
Распространенные ошибки, которых следует избегать
- Попытка конвертировать люкс в нит напрямую: невозможно! Разные величины (НА против ОТ поверхности)
- Преобразование люменов в люксы без площади: необходимо знать освещенную площадь и диаграмму распределения
- Игнорирование закона обратных квадратов: интенсивность света уменьшается с расстоянием² (удвоение расстояния = 1/4 света)
- Смешивание категорий: как попытка конвертировать метры в килограммы - физически бессмысленно!
- Использование неправильной единицы для приложения: дисплеям нужны ниты, комнатам нужны люксы, лампы оцениваются в люменах
- Путаница между канделой и свечной силой: старая имперская единица, не то же самое, что современная кандела (кд)
Часто задаваемые вопросы
В чем разница между люксом и нитом?
Абсолютно разные! Люкс = освещенность = свет, падающий НА поверхность (лм/м²). Нит = яркость = свет, исходящий ОТ поверхности (кд/м²). Пример: на столе освещенность 500 люкс от верхних ламп. Экран компьютера имеет яркость 300 нит, которую вы видите. Нельзя конвертировать между ними, не зная отражательной способности поверхности! Разные физические величины.
Могу ли я конвертировать люмены в люксы?
Да, но нужна площадь! Люкс = люмены / площадь (м²). Лампа на 1000 люмен, освещающая поверхность 1 м² = 1000 люкс. Та же лампа, освещающая 10 м² = 100 люкс. Также на это влияет расстояние (закон обратных квадратов) и диаграмма распределения света. Это не прямое преобразование!
Почему кандела является основной единицей СИ?
По историческим и практическим причинам. Сила света является фундаментальной - ее можно напрямую измерить от источника. Люмен, люкс являются производными от канделы с использованием геометрии. Также, кандела - единственная единица СИ, основанная на человеческом восприятии! Определяется с помощью спектральной чувствительности человеческого глаза на 555 нм. Особенная среди единиц СИ.
Какая яркость экрана является хорошей?
Зависит от окружения! В помещении: 200-300 нит достаточно. На улице: нужно 600+ нит для видимости. Контент HDR: 400-1000 нит. Слишком ярко в темноте = напряжение для глаз. Слишком тускло на солнце = не видно. Многие устройства автоматически регулируются. Телефоны обычно имеют 400-800 нит, некоторые достигают 1200+ для яркого солнечного света.
Сколько люменов мне нужно?
Зависит от комнаты и цели! Общее правило: 300-500 люкс для офисов. Спальня: 100-200 люкс. Кухня: 300-400 люкс. Умножьте люксы на площадь комнаты (м²) = общее количество люменов. Пример: офис 4м x 5м (20 м²) при 400 люкс = нужно 8 000 люменов. Затем разделите на люмены на лампу.
Почему я не могу смешивать эти категории?
Это фундаментально разные физические величины с разными размерностями! Как пытаться конвертировать килограммы в метры - невозможно! Освещенность - это поток/площадь. Яркость - это интенсивность/площадь. Интенсивность - это кандела. Поток - это люмен. Все они связаны физикой/геометрией, но НЕ являются напрямую конвертируемыми. Нужна дополнительная информация (расстояние, площадь, отражательная способность), чтобы их связать.
Полный Справочник Инструментов
Все 71 инструментов, доступных на UNITS