Формулы вычисления конкретного значения кандел, люменов и люксов
В настоящее время существует множество программ для гаджетов, позволяющих переводить люмены в люксы. Калькулятор может пересчитать и выполнить необходимый перевод одной величины в другую в режиме онлайн. Однако это не помешает узнать, как перевести люкс в люмен и, наоборот, с помощью формул.
Первое определение, которое необходимо знать, – что такое телесный угол. Это угол, вырезающий из сферы поверхность в виде круга с площадью R2 и имеющий центр в сфере с радиусом R. Он обозначается буквой Ω, единица его измерения – 1 стерадиан (sr).
Угол находится по формуле:
Ω = S/ R2,
где:
- S – площадь поверхности шарового сегмента сферы;
- R – радиус сферы.
После преобразования получится:
Ω = S/ R2 = 4π R2/ R2 = 4π.
Телесный угол Ω, графическое изображение
Второе определение, характеризующее источник освещения, – сила света. Эта физическая величина обозначается буквой I и измеряется в канделах (кд, сd).
Формула силы света выглядит так:
I = F/ Ω,
где:
- I – сила света, (сd);
- F – световой поток (lm);
- Ω – телесный угол, (sr).
Определение силы света
Следующая величина, вступающая в соотношение с предыдущими свойствами света, – световой поток. Имеет буквенное обозначение F, измеряется в люменах (лм, lm) и высчитывается по формуле:
F = I* Ω.
Определение светового потока
В люксах измеряют величину освещённости, которая обозначается буквой Е, с единицей измерения люкс (лк, lk). Её формула имеет вид:
E = F/S,
где:
- E – освещённость, лк;
- F – поток, лм;
- S – площадь освещаемой поверхности, м2.
Пользуясь этими формулами, можно без электронной программы «онлайн-калькулятор» переводить одни величины в другие.
Определение величины освещённости
Внимание! Основное физическое различие между люменом и люксом в том, что по мере удаления от источника излучения значение освещённости (лк) снижается, значение светового потока (лм) остаётся неизменным. Физические различия между люксом и люменом. Физические различия между люксом и люменом
Физические различия между люксом и люменом
Что такое люмен?
Существует несколько единиц измерения освещенности. Основные величины — люкс и люмен. Их отличие заключается в том, что люкс показывает освещенность единицы площади поверхности, а люмен это единица измерения всего потока излучения источника света. Таким образом, чем больше величина люкс, тем ярче освещена поверхность, а чем больше люмен, тем ярче сам светильник. Данное различие помогает оценить эффективность осветительных устройств различной конструкции.
Необходимо рассмотреть, что такое люмены в светодиодных лампах. Это поможет понять тот факт, что такие источники света характеризуются направленным излучением. Лампы накаливания и люминесцентные излучают свет во всех направлениях. Для получения одинаковой освещенности поверхности необходимы светодиодные элементы меньшей яркости, поскольку излучение сосредоточено в одном направлении.
Лампы накаливания и экономичные дают ненаправленное излучение, что требует применения рефлекторов (отражателей), перенаправляющих поток света в необходимом направлении. При использовании светодиодных устройств необходимость в рефлекторах отсутствует.
Где могут понадобиться данные знания
Многие люди любят отгадывать кроссворды и сканворды. Авторы, придумывающие сканворды, используют своеобразную терминологию и все более хотят запутать читателя. Необходимо постараться, чтобы разгадать точный ответ. Думаете, для чего может понадобиться знание единицы яркости? Сканворд вполне может содержать подобный вопрос.
Например, такой случай. Нужно разгадать из сканворда слово из слова: ОТЛИЧНИК. Чтобы проще было разгадать данное слово, есть подсказка — это единица яркости светящейся поверхности, само слово состоит из 3 букв. По данным подсказкам легко можно определить, что это за слово. Ответ на сканворд: НИТ.
Светодиодные лампочки — стоит ли сейчас покупать?
В настоящее время стоит сказать, что энергосберегающие люминесцентные (CFL) лампочки практически приблизились к цене ламп накаливания.
Этого нельзя сказать о цене светодиодных (LED) лампах. Средняя мировая цена обычной светодиодной лампочки в настоящее время составляет 10 долларов США. С другой стороны, цена на светодиодные лампочки неуклонно снижается.
Выбор светодиодной лампочки, как мне кажется, должен зависеть от её срока окупаемости, исходя из экономии электричества, по сравнению с традиционной лампой накаливания.
Для справки, приведём Вам таблицу окупаемости одной светодиодной лампочки в различных странах, при замене ею обычной лампочки накаливания. Для составления таблицы использовалось сравнение замены обычной 60 Вт лампы накаливания на 10 Вт LED лампочку, стоимостью 10 долларов США и работая по 2 часа в день.
Из таблице видно, что для России примерный срок окупаемости одной светодиодной лампочки составляет 2,5 года. Заявленный срок службы светодиодных лампочек многими производителями составляет около 10 лет. Но это только заявленный срок службы, гарантию Вам на такой период вряд ли кто-то из продавцов даст.
Таким образом, к сожалению, никто не застрахован от того, что купленная новенькая лампочка LED у Вас не выйдет из строя в течении, допустим, одного года. К тому же внутридомовые сети у нас ещё достаточно изношены, и вечерние скачки напряжения для многих из нас нередки, что пагубно сказывается на жизненный цикл любой лампочки.
Измерение светового потока
Для измерения светового луча используются 2 вида приборов: сферические фотометры и фотометрические гониометры. Основная проблема заключается в необходимости определить параметры светового луча, движущегося сразу в нескольких направлениях.
Сферический фотометр – это сфера с коэффициентом отражения 1. Лампочкаа помещается в центр, рассеянный световой луч измеряет фотоэлемент, вставленный в стену. Результат сравнивается с показателями эталонного источника.
Фотометрический гониометр оснащен люксметром, который во время светового излучения перемещается по всем позициям сферы. Данные освещенности интегрируются, получается значение в люменах.
Определяющие формулы
При желании определить световой поток самостоятельно в доме должен быть люксметр. Измерение люксов проводится в нескольких точках одного помещения, потом используется формула:
П=О*Пл, где:
П – световой луч (лм);
О – освещенность (лк);
Пл – площадь помещения.
Значение П обозначается на упаковке лампы.
Узнать примерное значение светового потока возможно без приборов и формул из таблиц, размещенных в сети интернет.
Что такое кандела
Кандела (кд) – единица измерения силы света, равная световому излучению восковой свечи или 1/683 Вт/ср при частоте 540-1012 герц (соответствует зеленому цвету). При изменении частоты меняется объем потребляемой электроэнергии.
Силой света называется показатель, позволяющий определить часть светового потока, который источник излучает в одном направлении. Если световой луч определить как объем, то силу света можно назвать его пространственной плотностью.
Уравнение 1 кд = 1 лм верное только при условии, что световой луч распространяется под углом 65о в конусе.
Производная формула:
1 лм = 1 кд *1 ср.
Люмены и люксы
Случается, что в процессе планирования системы освещения путаются два понятия: люмен и люк. Люмен – полный объем излучаемого светового потока, люкс – показатель уровня освещенности. Люкс – часть люмена, достигшая освещаемой площади и распределенная по ней. Так как до освещаемого объекта весь световой поток не доходит, прямой связи между этими двумя показателями нет. Отношение 1 лк = 1 лм/м2 можно считать верным только при распределении по одному метру квадратному всего люмена.
Если проводится расчет освещенности для конкретного помещения, используется формула:
Клк = Клм/Км2, где:
Клк – цифра, указывающая на количество лк;
Клм – цифра, указывающая на количество лм;
Км2 – площадь (цифра, указывающая количество м2).
Чтобы перевести лк и лм, используется формула:
Клм = Клк * Км²
Люмен и ватт
Совсем недавно лампы выбирались по мощности (количеству ватт). Чем больше ватт, тем выше интенсивность освещения. Сейчас даже отечественные производители на заводских упаковках обозначают люмены. Чем их больше, тем качественнее освещение.
По этой причине можно подумать, что Вт и лм свободно переводятся друг в друга. Это не совсем верно, так как Вт определяет мощность, лм – объем светового луча источника.
Пример: лампа накаливания излучает световой поток 1340 лм, если потребляет 100 Вт, а светодиод способен излучать 1000 лм, если потребляет 13 Вт.
То есть, сила света напрямую не зависит от мощности. Но эти параметры все же связаны между собой. Светоотдача, являющаяся показателем эффективности светового источника – это лм/Вт. Расчет светоотдачи требуется для определения экономичности.
Чтобы перевести люмены в ваты, необходимо учесть дополнительные параметры:
- вид лампы;
- светоотдачу (соотношение Вт/лм);
- эффективность светоотражателя светильника;
- потери из-за рассеивателя;
- объем светового потока, прошедший мимо.
Облегчить себе жизнь можно, если найти в сети интернет калькулятор и скачать на компьютер. Имеются так же стандартизированные показатели для разных видов лампочек, позволяющие определить, чем заменить, например, лампочку накаливания, не теряя в уровне освещенности.
Известны данные лампочек накаливания с различной мощностью:
- 200 Вт – 2500 лм;
- 150 Вт – 1800 лм;
- 100 Вт – 1100 лм;
- 75 Вт – 750 лм;
- 60 Вт – 550 лм;
- 40 Вт – 400 лм;
- 20 Вт – 250 лм.
При желании сэкономить лампу накаливания на 100 Вт можно заменить люминесцентным источником на 25-30 Вт или светодиодом на 12-15 Вт
Важно помнить, что энергосберегающей лампочке для создания определенного светового луча требуется в 3-4 раза меньше ватт, светодиодной – в 8-10 раз. Этого вполне достаточно, чтобы выбрать лампы в магазине при условии, что они качественные
Приборы для определения уровня освещенности и методика его определения
Наименование прибора похоже на название величины, которую он устанавливает, — люксметр. Принцип работы малогабаритного переносного устройства напоминает работу фотометра. Поток излучения, падая на фоточувствительный элемент полупроводника, отрывает электроны, которые начинают упорядоченно двигаться. Таким образом, замыкается электрическая цепь. Причем величина тока прямо пропорциональна интенсивности освещения фотоэлемента, что имеет свое отражение на шкале аналогового люксметра. Сегодня приборы со стрелками практически исчезли, их заменили цифровые. Они оснащены жидкокристаллическими дисплеями, у которых сам фоточувствительный датчик расположен в отдельном корпусе, а с дисплеем он соединяется с помощью гибкого провода.
Прибор для измерения уровня освещенности
В ходе проведения эксперимента по измерению освещенности прибор устанавливается в горизонтальном положении. Причем в соответствии с требованиями ГОСТа их размещают в разных точках помещения, согласно определенной схеме. В 2012 г. Россия приняла новый стандарт измерения характеристики количества светового потока. В старом понятийном аппарате при измерениях использовались такие термины данной величины, как:
- минимальная, средняя, максимальная, цилиндрическая;
- естественная;
- градиент запаса;
- относительная эффективность когерентного лучевого потока.
В настоящее время к ним добавлены следующие типы освещения:
- аварийное;
- рабочее;
- охранное;
- эвакуационное;
- резервное.
Стандарт подробно описывает все тонкости проведения измерительных исследований.
После выполнения необходимых замеров освещенности определяется искомая величина. Она сравнивается с нормативным значением. Затем подводятся итоги о достаточности освещенности территории или помещения. Каждый вид измерительных испытаний оформляется специальным оценочным протоколом, чего требует ГОСТ.
Нормативы освещенности для различных типов помещений
Какими приборами измерять яркость света
При инспекции охраны труда и соблюдения техники безопасности применяются яркомеры. В их число входят экспонометры и специальные датчики.
Конструкция устройств отличается наличием ограничителя угла обзора (обычно тубус, решетка или линза). Если область светоприема у них прямоугольной формы, то угла охвата сразу два – один расположен по горизонтали, другой – по вертикали.
Углы охватов приборов
Дополнительно! У профессиональных аппаратов в базовой комплектации установлены прицельные визиры.
Чувствительность прибора находится в прямой зависимости от квадрата угла его охвата. Максимальное расстояние от яркомера до точки измерения также зависит от его технических характеристик.
Расстояние от яркомера до объекта измерения
Обратите внимание! При превышении предельно допустимого расстояния в поле измерения прибора попадают посторонние предметы, расположенные по соседству с источником света. Яркость объекта можно измерить двумя способами – прямым и косвенным
В первом случае прибором напрямую измеряются максимальный и минимальный параметры, во втором – оцениваются контрасты светлот и освещения
Яркость объекта можно измерить двумя способами – прямым и косвенным. В первом случае прибором напрямую измеряются максимальный и минимальный параметры, во втором – оцениваются контрасты светлот и освещения.
Освещённость
Illuminance — lux, lx — lm/m2Единицы освещенности применяется для освещенных поверхностей (светящихся отраженным светом), но не для поверхностей, излучающих свет: например, люминофора люминисцентных ламп, мониторов, матовых плафонов осветительных приборов (светильников).Освещенность — это световой поток, деленный на площадь: люмены на квадратные метры.Например, освещенность Луны 135000 люкс.
Мощный 5-ваттный светодиод освещает (световой поток мощного светодиода 100 люменов) кубическую комнату 3Х3Х3 м без окна: площадь пола — 9 м2, но светодиод освещает ВСЮ площадь поверхности комнаты — стен, потолка, пола — 54 квадратных метра. В среднем, стены комнаты ПОЛУЧАЮТ освещенность 100 люменов/54 кв. м = 1,85 люкса.
Но если линзочка — оптическая система светодиода имеет остронаправленную характеристику и будет освещать круг на стене диаметром 1 м (0,78 кв.м), то освещенность в круге света будет равна 128 люкс.
Примеры значений освещенности
Открытый космос, около орбиты Земли, на Луне (экватор, полдень) — 135000 люкс.Освещенность в яркий солнечный день примерно 100000 lux (прямые солнечные лучи, радиально через чистую атмосферу).Ясный солнечный день в тени — 10000-25000 люкс.На открытом месте в пасмурный день освещенность 1000 люксаСвет в средней полосе (широта около 50°) на улице в полдень в декабре-январе — 4000-5000 люксаОсвещенность в светлой комнате вблизи окна — 100 люкс.Освещенность, необходимая для чтения — 30-50 люксов.Освещенность от полной луны — 0,2 люкса.К слову, для многих растений достаточно освещенности 500 люкс, достаточность очень зависит от спектра света — см. PAR фотосинтез.Про восприятие цвета человеком — см. Википедию — цвета и восприятие яркости.Также — см. спектр «глазом» в статье про PAR.
Какой свет лучше: теплый или холодный
Лампы холодного и теплого света
Свет принято разделять на теплый и холодный. Теплый лучше всего подходит для вечера, в дневное же время наиболее естественен холодный свет. Играя важную роль в формировании циркадных ритмов человека, теплый свет помогает нам расслабиться, забыть о дневных заботах и подготовиться ко сну.
Холодный же, наоборот, держит нас в тонусе, заставляет быть бодрее и энергичнее. Но и холодный, и теплый свет могут нарушить работу наших внутренних часов, застав нас в неподходящее время.
Цвет света выражается в цветовой температуре (измеряемой в кельвинах), равной температуре абсолютно черного тела, при которой оно испускает излучение такого же цвета. Вас может смутить, что теплому свету соответствует низкая температура, а холодному – более высокая, но, к сожалению, это именно так.
Так, свет с цветовой температурой 2700-3000 K называется теплым, имеет желтоватый оттенок и является типичным для ламп накаливания. Как видно из их названия, светятся они за счет раскаленной вольфрамовой спирали, фактическая температура которой напрямую связана с температурой цвета.
Люминесцентные лампы бывают как мягкого белого света с температурой 3000 K, так и с холодным светом – от 4000 до 6500 К.
Во время восхода и заката солнечный свет чуть теплее, чем свет лампы накаливания – около 1800 К, в полдень в ясную погоду – 6500 К. Именно поэтому теплый свет от искусственных источников ассоциируются у нас с вечером, а холодный – с ярким солнечным днем.
Стоит заметить, в пасмурный день рассеянный солнечный свет может достигать температуры 10000 К, что наряду с отсутствием видимых теней действует на человека угнетающе. К счастью, лампы с такими характеристиками практически не встречаются (разве что у фотографов).
От Луны по ночам исходит голубоватый холодный свет с температурой 4100 K. Свет пламени спички или свечи обычно имеет температуру в диапазоне 1700-1900 K.
При теплом освещении мы воспринимаем цвета предметов, как правило, немного не так, как при обычном дневном. Лампа накаливания, например, усиливает теплые тона, и приглушает холодные.
На это стоит обратить внимание при покупке мебели и деталей интерьера. Во избежание неприятных сюрпризов их следует выбирать при освещении, максимально приближенном к имеющемуся у вас в квартире. Также помните, что на цвет могут влиять не только характеристики самой лампы, но и абажуры, плафоны и прочие рассеиватели
Также помните, что на цвет могут влиять не только характеристики самой лампы, но и абажуры, плафоны и прочие рассеиватели.
С возрастом хрусталики в наших глазах могут немного желтеть, поэтому мы начинаем видеть все в более теплых тонах. Добавление холодного света в освещение может помочь в такой ситуации.
Теплый или мягкий белый свет отлично подходит для создания ощущения уюта в жилых пространствах, где мы хотим чувствовать себя расслабленно и комфортно. Избыток теплого света на рабочем месте может влиять на вас усыпляюще и мешать сосредотачиваться на нужных задачах. Именно поэтому в офисных помещениях обычно преобладают светильники с холодным светом.
Тёплый свет в Кельвинах
Теплый свет расслабляет и создает атмосферу уюта. Теплый белый: цветовая температура ниже 3500 K. Лучше выбирать именно нужное значение цветовой температуры в Кельвинах, так как у разных производителей понятия «теплый» могут различаться.
Примечания
- ↑ Под источником света может пониматься как излучающая, так и отражающая или рассеивающая свет поверхность. Также это может быть трёхмерный объект.
- ↑ В случае, когда источник не представляет собой светящуюся поверхность, речь идёт о проекции трёхмерного тела или области пространства, которая считается источником.
- ↑Апостильб в Большой советской энциклопедии
- ↑ В случае усиливающей среды эта теорема прямо не выполняется или по крайней мере нуждается в аккуратном уточнении понимания её формулировки, формулировка же несколько затруднена тем, что в физическом смысле источником является не только первичный источник, но и среда. Так или иначе, если понимать под яркостью источника лишь яркость первичного источника, она совершенно очевидно может быть превзойдена при распространении света в активной среде.
- ↑Петровський М. В. Електроосвітлення : конспект лекцій для студентів спеціальності 7.050701 «Електротехнічні системи електроспоживання» всіх форм навчання /М. В. Петровський. — Суми : СумДУ, 2012. — 227 с.
- ↑ Таблицы физических величин / под ред. акад. И. К. Кикоина. — М. : Атомиздат, 1975. — С. 647.
- ↑ Таблицы физических величин / под ред. акад. И. К. Кикоина. — М. : Атомиздат, 1975. — С. 647.
- ↑Руководство по определению дальности видимости на ВПП
- ↑Енохович А. С. Справочник по физике.—2-е изд. / под ред. акад. И. К. Кикоина. — М. : Просвещение, 1990. — С. 213. — 384 с.
- ↑ Таблицы физических величин / под ред. акад. И. К. Кикоина. — М. : Атомиздат, 1975. — С. 647.
- ↑ Труды всесоюзной конференции по изучению стратосферы. Л.-М., 1935. — С. 174, 255.
- ↑Ишанин Г. Г., Панков Э. Д., Андреев А. Л. Источники и приемники излучения. — СПб. : Политехника, 1991. — 240 с. — ISBN 5-7325-0164-9.
- ↑Ишанин Г. Г., Панков Э. Д., Андреев А. Л. Источники и приемники излучения. — СПб. : Политехника, 1991. — 240 с. — ISBN 5-7325-0164-9.
- ↑ Tousey R., Koomen M.J. The Visibility of Stars and Planets During Twilight // Journal of the Optical Society of America, Vol. 43, N 3, 1953, pp 177—183
- ↑ Таблицы физических величин / под ред. акад. И. К. Кикоина. — М. : Атомиздат, 1975. — С. 647.
- ↑Енохович А. С. Справочник по физике.—2-е изд. / под ред. акад. И. К. Кикоина. — М. : Просвещение, 1990. — С. 213. — 384 с.
- ↑Andrew Crumey Human Contrast Threshold and Astronomical Visibility
Характеристика параметра
Уровень данного параметра зависит от отражающей способности покрытия. Если он низкий или чересчур высокий, то это может вызвать дискомфорт во время работы за экраном. В результате появления дискомфорта может снизиться работоспособность и ухудшится концентрация внимания пользователя.
Однако высокий уровень параметра обязателен при просмотре 3D фильмов. Объясняется это тем, что 3D очки во время просмотра фильмов сильно затемняют картинку.
С параметром неразрывно связан параметр контрастности. Контрастность – отношение уровня чёрного цвета к белому. Так, например, уровень контрастности экрана, минимальная и максимальная яркости которого составляют 400,5 и 0,5 кд/соответственно, равен 800:1. Именно контрастность влияет на степень утомляемости глаз во время работы за монитором. Чем больше контрастность, тем выше чёткость изображения и, соответственно, ниже нагрузка на глаза.
Как работает калькулятор
В основу работы заложена формула расчета величины светового потока (люмен).
{норма освещенности объекта} * {площадь помещения м²} * {поправочный коэффициент высоты потолка}
Таблица №1 «Нормативы освещенности офисных и жилых объектов по СНиП»
Мы отклонились от этой таблицы, так как результаты полученные при подсчетах не соответствовали пожеланиям наших посетителей.
Коэффициенты были подобраны путем поиска в различных источниках: литературы, форумов и дискуссий профессионалов.
В любом случае, всегда советуем выводить 2-3 выключателя на комнату, разделяя зоны и количество светильников.
Востребованность светодиодного освещения
Расчет светодиодного освещения основан на подсчетах, связывающих свойства осветительных установок (сколько ватт, какое количество ламп, где требуется установка светильников) и численную меру светотехнического показателя.
Перед тем как рассчитать освещение комнаты, рассмотрим виды приборов, используемых для него. В светотехнике принято выделять следующие виды освещения:
- акцентированное;
- местное;
- общее.
Первое в большинстве случаев используют для оформления интерьера, для создания определенной атмосферы в помещении, интересной игры цветов, украшения предметов с помощью уникальных визуальных эффектов. У этой разновидности подсветки практически нет каких-то требований, а потребление энергии минимальное. В основном при акцентированном освещении предполагается применение таких приборов, как светодиодные светильники с направленным светом и LED-полосы разной длины.
Свет для офисного помещения
Вторая категория применяется для освещения какого-то определенного участка рабочей площади, например, письменного столика. Кроме того, его широко используют для офисов и иных рабочих помещений.
Общее освещение используется для поддержки определенного уровня света во всем доме.
Измерение яркости
Поскольку свет имеет измеримые параметры, то яркость как параметр света имеет свои единицы измерения. Сейчас, по интернациональной системе СИ, яркость измеряется в канделах на квадратный метр, значение этой единицы соответствует принятой в старину единице нит, величина которой выражалась отношением одной канделы к одному метру в квадрате. Кроме нитов, единицами яркости также были:
- Стильб;
- Апостильб;
- Ламберт.
Апостильб в настоящее время является устаревшей величиной, которая вышла из употребления она в 1978 году. Она обозначала яркость поверхности площадью 1 квадратный метр и излучающей световой поток в 1 люмен.
Величина стильб используется системе измерений СГС. В этой системе основными мерами являются меры длины, веса и времени, что в расшифровке аббревиатуры СГС соответствует величинам сантиметр, грамм, секунда. В более поздних версиях системы появились электрические и магнитные расширения СГСЭ и СГСМ. Здесь и находится и стильб, как единица измерения электромагнитного излучения.
Ламберт — это внесистемная единица. Появилась и используется преимущественно в Америке. Ее название происходит от имени немецкого физика Иоганна Ламберта, проводившего исследования в теории систем, иррациональных чисел, фотометрии и тригонометрии. Один ламберт — это единица яркости светящейся поверхности площадью в один квадратный сантиметр и обладающей световым потоком в один люмен.
Единица измерения светового потока
Для измерения светового потока используются люмены, значение для конкретной лампочки наносится на заводскую упаковку.
1 люмен – это световой луч, выдаваемый источником, обладающим мощностью 1 кандела, внутри угла 1 стерадиан (ср). Если использовать цифры, то получается, что 1 лм излучает источник с мощностью 1/683 Вт при длине волны 555 Нм.
Стерадиан – это угол, вырезающий в сфере площадь с определенным радиусом (р). Это значит, что 1 кд излучает 4р лм.
Существуют производные единицы измерения для светотехники:
- микролюмен – 10-6 лм;
- милилюмен – 10-3 лм;
- килолюмен – 103 лм;
- мегалюмен – 106 лм и др.
Фактор HDR
Одним из последних терминов «techie» для входа в телевизионный микс является HDR
HDR (High Dynamic Range) — все это ярость среди производителей телевизоров, и есть веские причины, по которым потребители обращают внимание
Хотя 4K улучшило разрешение, которое может отображаться, HDR решает еще один важный фактор как в телевизионных, так и в видеопроекторах, световом выходе (яркости). Цель HDR — поддерживать увеличенную способность к свету, чтобы отображаемые изображения имели характеристики, которые больше похожи на условия естественного освещения, которые мы испытываем в «реальном мире».
В результате два установленных технических условия поднялись до нового уровня популярности в рекламных материалах для ТВ и видеопроекторов и розничных торговцев: Nits and Lumens. Хотя термин Lumens был основой маркетинга видеопроектора в течение нескольких лет, когда вы покупаете телевизор в эти дни, потребители в настоящее время попадают под название «Nits» со стороны производителей телевизоров и убеждающих продавцов. Итак, что означают термины Lumens и Nits?
Как правильно измерять яркость света
При тестировании лампочек и других осветительных приборов досконально выяснить уровень их яркости затруднительно, в виду округлости их поверхности. Чаще всего этот показатель определяют у мониторов, дисплеев и ТВ экранов.
Для того, чтобы получить верные показатели, необходимо соблюсти следующие условия:
- Экранировать объектив от посторонних источников света. В помещении можно производить замеры в условиях полной темноты.
- На объект измерения не должна падать тень (в том числе от прибора и человека, снимающего показания яркомера).
Тень на объекте измерения яркости
- В поле зрения датчика не должно находиться ничего, кроме измеряемого источника света.
- В начале и конце измерений проверяют уровень напряжения в сети.
- При наличии естественного источника света, отношение его освещенности к этому параметру не может превышать 0,1.
- Измерения производятся при нормальных погодных условиях.
Вам это будет интересно Особенности свободной энергии
Порядок измерения
Необходимый порядок действий для измерения уровня яркости:
- Включить яркомер и установить на нем режим измерения.
- Расположить его как можно ближе к источнику света, перпендикулярно лучам (параллельно поверхности).
Обратите внимание! Если поверхность горячая, расстояние до объекта измерения должно быть не меньше 1 см
- Во время снятия показаний прибор должен находиться в статическом положении.
- Произвести замеры в нескольких точках, затем рассчитать среднее значение.
Точки измерения яркости монитора
Теории восприятия цвета
На сегодняшний день, существуют несколько теорий восприятия цвета. Пожалуй, самой распространенной из них является Трехкомпонентная теория, предложенная тремя авторами: М.В. Ломоносовым, Т. Юнгом и Г. Гельмгольцем. Согласно этой теории, в органе зрения человека существуют три цветоощущающих аппарата: красный, зеленый и синий. Каждый из них возбуждается в большей или меньшей степени, в зависимости от длины волны излучения. Затем возбуждения суммируются аналогично тому, как это происходит при суммируемом смешении цветов. Суммарное возбуждение ощущается человеком как тот или иной цвет. В своей работе «Цветовое зрение» авторы Л.Н. Миронова, И.Д. Григорьевич о .
Другой, очень распространенной и имеющей множество подтверждений, теорией является теория оппонентных цветов Э. Геринга. Геринг выдвинул предположение, что в колбочках сетчатки могут существовать три вида гипотетических веществ: бело-черные, красно-зеленые и желто-синие. Световой поток влечет их разрушение (одни световые лучи) с образованием белого, красного или желтого цветов или синтез (другие световые лучи) чорного, зеленого или синего цвета. Геринг предполагал, что имеются четыре основных цвета красный, желтый, зеленый и синий, и что они попарно связаны с помощью двух антагонистических механизмов зелено-красного механизма и желто-синего механизма. Постулировался также третий оппонентный механизм для ахроматически дополнительных цветов белого и черного. Из-за полярного характера восприятия этих цветов Геринг назвал эти цветовые пары «оппонентными цветами». Из его теории следует, что не может быть таких цветов, как зеленовато-красный и синевато-желтый. Таким образом, теория оппонентных цветов постулирует наличие антагонистических цветоспецифических нейронных механизмов. Например, если такой нейрон возбуждается под действием зеленого светового стимула, то красный стимул должен вызывать его торможение. Предложенные Герингом оппонентные механизмы получили частичное подтверждение после того, как научились регистрировать активность нервных клеток, непосредственно связанных с рецепторами. Так, у некоторых позвоночных, обладающих цветовым зрением, были обнаружены красно-зеленые и желто-синие горизонтальные клетки. У клеток красно-зеленого канала мембранный потенциал покоя изменяется и клетка гиперполяризуется, если на ее рецептивное поле падает свет спектра 400-600 нм, и деполяризуется при подаче стимула с длиной волны больше 600 нм. Клетки желто-синего канала гиперполяризуются при действии света с длиной волны меньше 530 нм и деполяризуются в интервале 530-620 нм.
Множество проводимых исследований подтвердили предположения этих двух теорий, так например колбочки у приматов существуют всего трех типов: воспринимающие цвет в фиолетово-синей, зелено-жёлтой, в желто-красной частях спектра. Каждый вид колбочек интегрирует поступающую лучистую энергию в довольно широком диапазоне длин волн, и диапазоны чувствительности трех видов колбочек перекрываются, различаясь лишь диаграммой величины чувствительности.
Человеческое зрение, таким образом, является трёхстимульным анализатором, то есть спектральные характеристики цвета выражаются всего в трех значениях. Если сравниваемые потоки излучения с разным спектральным составом производят на колбочки одинаковое действие, цвета воспринимаются как одинаковые.
В животном мире известны четырёх- и даже пятистимульные цветовые анализаторы, так что цвета, воспринимаемые человеком одинаковыми, животным могут казаться разными так, хищные птицы видят следы грызунов на тропинках к норам исключительно благодаря ультрафиолетовой люминисценции компонентов их мочи.
В астрономии
В астрономии яркость — характеристика излучательной или отражательной способности поверхности небесных тел. Яркость слабых небесных источников выражают звёздной величиной площадки размером в 1 квадратную секунду, 1 квадратную минуту или 1 квадратный градус, то есть сравнивают освещённость от этой площадки с освещённостью, даваемой звездой с известной звёздной величиной.
Так, яркость ночного безлунного неба в ясную погоду, равная 2·10 −4 кд/м², характеризуется звёздной величиной 22,4 с 1 квадратной секунды или звёздной величиной 4,61 с 1 квадратного градуса. Яркость средней туманности равна 19—20 звёздной величины с 1 квадратной секунды. Яркость Венеры — около 3 звёздных величин с 1 квадратной секунды. Яркость площадки в 1 квадратную секунду, по которой распределён свет звезды нулевой звёздной величины, равна 92 500 кд/м². Поверхность, у которой яркость не зависит от угла наклона площадки к лучу зрения, называется ортотропной; испускаемый такой поверхностью поток с единицы площади подчиняется закону Ламберта и называется светлостью; её единицей является ламберт, соответствующий полному потоку в 1 лм (люмен) с 1 м².
Какой должен быть показатель
Показатели современных мониторов могут достигать 500 кд/. Однако такой показатель нельзя назвать преимуществом экранов, так как его повышение может отрицательно отразиться на человеческих глазах. Особенно это сказывается на глазах при недостаточном освещении или его отсутствии. Комфортными значениями для глаза являются 150-200 кд/. По санитарным нормам самым оптимальным уровнем является 200 кд/.
При выборе мониторов следует обращать внимание на равномерность их подсветки. Зачастую у низкокачественных мониторов самым ярким «местом» является приводит к сильно заметному снижению подсветки по краям экрана
Подпишитесь на наши Социальные сети
Основные выводы
Знать точные определения понятий, используемых при расчетах систем освещения, рядовому потребителю не обязательно. Если необходимо просто заменить выгоревшую лампочку, достаточно помнить, что ватт – это совсем не люмен. Первый определяет мощность, второй – освещенность. При переходе на другой вид источников света вполне можно обойтись без расчетов, если найти таблицу в интернете.
Сейчас при покупке ламп необходимо ориентироваться не на ватты, а на люмены, и помнить, что этот показатель во многом зависит от конструкции источника. Например, люминесцентная лампа вполне способна обеспечивать 2500-2500 лм, причем показатель зависит от особенностей колбы. Чаще всего проблемы создают светодиодные источники, если покупаются некачественные изделия.
При выборе необходимо учитывать так же снижение яркости свечения в процессе эксплуатации. Показатели у разных источников отличаются. Лампа накаливания может терять до 15% потока, люминесцентная – до 30%, светодиодная – до 5-10%. При покупке обязательно учитывается необходимый запас.
Если проводится самостоятельный ремонт с изменением системы освещения, лучше заказать светорасчет. Любая ошибка может обернуться дополнительными затратами. Самостоятельно учесть все нюансы без специального программного обеспечения невозможно. При верном выборе специалиста он поможет выбрать вид ламп, позволяющий сэкономить на электроэнергии. После установки не будет неприятного сюрприза в виде недостаточного уровня освещенности.
