Яркость - Luminance

А чай свет свеча типа, снятая камерой яркости; ложные цвета укажите уровни яркости на полосе справа (кд / м²)

Яркость это фотометрический мера интенсивность света на единичная площадь из свет едет в заданном направлении. Он описывает количество света, который проходит, испускается или отражается от определенной области и попадает в заданный телесный угол.

Яркость это срок для субъективный впечатление от цель эталон яркости (см. Объективность (наука) § Объективность измерения за важность этого контраста).

В Единица СИ для яркости кандела на квадратный метр (кд / м²), как это определено Международной системой единиц (СИ от французского Système international d'unités) стандарт для современная метрическая система. Термин, не относящийся к системе СИ, для той же единицы - гнида. Блок в Система единиц сантиметр – грамм – секунда (CGS) (который предшествовал системе СИ) является стильб, что равно одной канделе на квадратный сантиметр или 10 ккд / м².

Описание

Яркость часто используется для характеристики излучения или отражения от плоскости, размытый поверхности. Уровни яркости показывают, насколько световая сила может быть обнаружен человеческий глаз глядя на конкретную поверхность с определенного угол обзора. Таким образом, яркость является показателем того, как яркий поверхность появится. В этом случае интересующий нас телесный угол - это телесный угол, образуемый глазом. ученица.

Яркость используется в видеоиндустрии для характеристики яркости дисплеев. Типичный компьютерный дисплей излучает от 50 до 300 кд / м². Солнце имеет яркость около 1.6×10⁹ кд / м² в полдень.^[1]

Яркость инвариантный в геометрическая оптика.^[2] Это означает, что для идеальной оптической системы яркость на выходе такая же, как и на входе.

Для реальных пассивных оптических систем выходная яркость равна в большинстве равно вводу. Например, если использовать линзу для формирования изображения меньшего размера, чем исходный объект, сила света концентрируется на меньшей площади, а это означает, что освещенность выше на изображении. Однако свет в плоскости изображения заполняет больший телесный угол, поэтому яркость остается такой же, если на линзе нет потерь. Изображение никогда не может быть «ярче» источника.

Влияние на здоровье

Повреждение сетчатки может произойти, когда глаз подвергается воздействию высокой яркости. Повреждение может произойти из-за местного нагрева сетчатки. Фотохимические эффекты также могут вызывать повреждение, особенно на коротких волнах.

Измеритель яркости

А измеритель яркости это устройство, используемое в фотометрия который может измерять яркость в определенном направлении и с определенным телесный угол. Простейшие устройства измеряют яркость в одном направлении, в то время как измерители яркости изображения измеряют яркость аналогично тому, как цифровая камера записывает цветные изображения.^[3]

Математическое определение

Параметры для определения яркости

Яркость указанной точки источника света в указанном направлении определяется производная

${displaystyle L_ {mathrm {v}} = {frac {mathrm {d} ^ {2} Phi _ {mathrm {v}}} {mathrm {d} Sigma, mathrm {d} Omega _ {Sigma} cos heta _ { Сигма}}}}$

куда

• L_v это яркость (CD /м² ),
• d²Φ_v это световой поток (lm ) покидая зону dΣ в любом направлении, содержащемся внутри телесного угла dΩ_Σ,
• dΣ является бесконечно малый площадь (м² ) источника, содержащего указанную точку,
• dΩ_Σ бесконечно малая телесный угол (SR ) содержащий указанное направление,
• θ_Σ это угол между нормальный п_Σ на поверхность dΣ и указанное направление.^[4]

Если свет проходит через среду без потерь, яркость не изменяется в заданном направлении. луч света. Когда луч пересекает произвольную поверхность S, яркость определяется выражением

${displaystyle L_ {mathrm {v}} = {frac {mathrm {d} ^ {2} Phi _ {mathrm {v}}} {mathrm {d} S, mathrm {d} Omega _ {S} cos heta _ { S}}}}$

куда

• dS бесконечно малая площадь S видно из источника внутри телесного угла dΩ_Σ,
• dΩ_S бесконечно малый телесный угол поданный автор: dΣ как видно из dS,
• θ_S угол между нормалью п_S к dS и направление света.

В более общем смысле яркость вдоль светового луча можно определить как

${displaystyle L_ {mathrm {v}} = n ^ {2} {frac {mathrm {d} Phi _ {mathrm {v}}} {mathrm {d} G}}}$

куда

• dграмм это продолжать бесконечно узкого луча, содержащего указанный луч,
• dΦ_v световой поток, переносимый этим лучом,
• п это показатель преломления среды.

Отношение к освещенности

Яркость отражающей поверхности связана с освещенность он получает:

${displaystyle {egin {align} int _ {Omega _ {Sigma}} L_ {mathrm {v}} mathrm {d} Omega _ {Sigma} cos heta _ {Sigma} & = M_ {mathrm {v}} & = E_ {mathrm {v}} Ренд {выровнено}}}$

где интеграл охватывает все направления излучения Ω_Σ, и

• M_v поверхность яркость
• E_v полученная освещенность, и
• р это отражательная способность.

В случае идеально диффузный отражатель (также называемый Ламбертовский отражатель ) яркость изотропна, на Закон косинусов Ламберта. Тогда отношения просто

${displaystyle L_ {mathrm {v}} = E_ {mathrm {v}} R / pi}$

Единицы

Для яркости использовались различные единицы, помимо канделы на квадратный метр.

Одна кандела на квадратный метр равна:

• 10⁻⁴ стильбс (в CGS единица яркости)
• π апостиль
• π × 10⁻⁴ ламберты
• 0.292 фут-ламберты

Смотрите также

Список

• Относительная яркость
• Порядки величины (яркости)
• Диффузное отражение
• Etendue
• Значение экспозиции § EV как мера яркости и освещенности
• Ламбертовский коэффициент отражения
• Легкость (цвет)
• Luma, отображение яркости на видеомониторе
• Люмен (единица)
• Сияние, радиометрическая величина, аналогичная яркости
• Яркость, субъективное впечатление от яркости
• Блики (видение)

Таблица световых единиц СИ

Рекомендации

внешняя ссылка

• Руководство Kodak по Оценка яркости и освещенности с помощью экспонометра камеры. Также доступно в PDF форма.
• Академия дизайна Autodesk Измерение уровня освещенности