ГлавнаяРазноеКд м2

Лекция 3 2012 ОСНОВЫ ФОТОМЕТРИИ И СВЕТОТЕХНИКИ. ИСТОЧНИКИ СВЕТА. Кд м2


Лекция 3 2012 ОСНОВЫ ФОТОМЕТРИИ И СВЕТОТЕХНИКИ. ИСТОЧНИКИ СВЕТА

Лекция 3

ОСНОВЫ ФОТОМЕТРИИ И СВЕТОТЕХНИКИ. ИСТОЧНИКИ СВЕТА

Для художника или ремесленника свет одновременно и благословление и проклятие – он не отделим от красоты искусства и вместе с тем, способен физическим или химическим путем принести ему вред.

Томас Брилл

Влияние освещения на восприятие окружающего мира настолько важно, что дизайнерам, проектирующим окружающую среду и изделия, необходимо знание основ фотометрии и светотехники. Фотометрия – совокупность методов измерения энергетических характери­стик электромагнитного излучения и световых величин: светового потока, силы света, освещенности, яркости и др.Основоположником экспериментальной фото­метрии следует считать П. Бугера, который опубликовал в 1729 г. описание визуаль­ного ме­тода количественного сравнения источников света: установления (путём изменения расстояний до источников) равенства освещённостей соседних поверх­ностей с ис­пользованием в качестве прибора глаза.

Основным энергетическим понятием является поток излучения Ф, имеющий фи­зический смысл средней мощности, переносимой электромагнитным излучением. Воспринимаемая глазом энергия оценивается световыми единицами, которые свя­заны с энергетическими единицами. Пространственное распределение Ф описывают энергетические фотометрические величины, производные от потока излучения по площади и (или) телесному углу. Соответствующие энергетические фотометриче­ские величины – энергетическая освещённость, энергетическая сила света, энергети­ческая яркость и т.д. Световые величины – это фотометрические величины, редуци­рованные в соответствии со спектральной чувствительностью так называемого среднего светлоадаптированного человеческого глаза (важнейшего для деятельности человека приёмника света).

С точки зрения фотометрии, свет – это излучение, способное вызывать ощу­щение яркости при воздействии на человеческий глаз. Поскольку чувствительность глаза к разным длинам волн у людей неодинакова, в фотометрии принят ряд услов­но принятых стандартов. В 1931г. Международная комиссия по освещению (МКО) ввела понятие среднего «стандартного наблюдателя» для людей с нормальным воспри­ятием. Этот эталон МКО – не что иное, как таблица значений относительной свето­вой эффективности излучения с длинами волн в диапазоне от 360 до 780 нм.

Световой поток Фи поток излученияФ* связаны следующей зависимостью:, (3.1)

где - коэффициент перехода от энергетических единиц к единицам свето­вым, а-относительная спектральная световая эффективность излучения, которая описывает относительную чувствительность среднего человеческого глаза к видимому излучению при нормальных условиях освещенности для разных длин волн. Она измеряется в люменах на ватт в минус первой степени ().

Фундаментальная взаимосвязь между световыми и энергетическими величи­нами содержится в определении люмена, который определяется как световой поток монохроматического излучения желто-зеленого цвета с длиной волны приблизительно 555 нм, энергетический поток кото­рого равен 1/683 Вт.

Таблица 3.1

Энергетические и световые характеристики и единицы

Энергетический термин

Единица

Световой термин

Единица

Поток излучения

Сила излучения

Энергетическая яркость

Энер­гетическая освещенность Энергетическая экспозиция

Вт

Вт/ср Вт/(ср´м2)

Вт/м2

Дж/м2

Световой поток

Сила света

Яркость

Освещенность

Световая экспозиция

люмен (лм)

кандела (кд)

кд/м2

люкс (лк)

лк·с

Световой потокФ– часть электромагнитной энергии, которая излучается источником в видимом диапазоне. Его величина равна световой энергии (оцениваемой по зри­тельному ощущению), проходящей через заданную поверхность за единицу вре­мени:Ф = W/t(3.2) , гдеW– количество световой энергии, проходящей через заданную по­верхность за времяt.Единицей светового потока в СИ являетсялюмен (лм). Он оп­ределяется как поток, который посылается источником света в одну канделу в телес­ный угол w , равный одному стерадиану.

Силой света источникаIназывается величина, измеряемая световым потоком, приходящимся на единицу телес­ного угла по заданному направлению. Представляет собой отношение величины светового потока Ф, распространяющегося от источника света в некотором телесном угле, к величине этого телесного угла:I = Ф/ (3.3). Полный световой поток от точечного источника света равенФ = 4 I(3.4). Основной единицей в СИ принимается сила света в однуканделу(кд). Кандела (лат. сandela – свеча) равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·1012герц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683)Вт/ср. Выбранная частота соответствуетзелёномуцвету. Человеческий глаз обладает наибольшей чувствительностью в этой областиспектра. Если излучение имеет другую частоту, то для достижения той же силы света требуется бо́льшая энергетическая интенсивность.

Ранее кандела определялась как сила света, излучаемого чёрным телом перпендикулярно поверхности площадью 1/60 см² при температуре плавления платины (2042,5 К). В современном определении коэффициент 1/683 выбран таким образом, чтобы новое определение соответствовало старому.

Таблица 3.2

Сила света типовых источников

Источник

Мощность, Вт

Примерная сила света, кд

Свеча

1

Лампа накаливания

100

100

Обычный светодиод

0,015

0,001

Сверхъяркий светодиод

0,06

3

Люминесцентная лампа

20

100

Солнце

3,9 · 1026

3 · 1027

Для характеристики интенсивности потока, падающего на поверхность от источника света, введена величина, получившая название освещенности Е.Освещенностьюповерхности называется величина, равная световому потоку, падающему на единицу площади равномерно освещаемой поверхности. В общем случае освещенностьЕопределяется как отношение светового потокаФк величине освещаемой поверхности, независимо от того, как расположена эта поверхность. В СИ ос­вещенность измеряется влюксах(лк). 1 люкс-это освещенность по­верхности площадью 1м, на которую падает световой поток в 1 люмен.

Фундаментальный для фотометрии закон освещенностибыл сформулирован И.Кеплеромв 1604 г. Он формулируется следующим образом: освещенность, созда­ваемая точечным источником света на некоторой площадке, прямо пропор­циональна произведению силы света источникаIна коси­нус угла падения лучей и обратно про­порциональна квадрату расстояния до пло­щадки от источника R:

(3.5),

где: Е– освещенность;І– сила света;R– расстояние от источника до освещаемой площадки;α – угол между лучом и нормалью к поверхности.

В таблице 3.3 представлены некоторые типичные уровни освещенности источни­ков света.

Таблица 3.3

Типичные уровни освещенности (приблизительные)

Условия Освещенность, лк

Яркий солнечный свет летом 44000

Средний дневной свет неба, покрытого облаками 5500

Верхний свет северного неба (открытые шторы) 4400

Рабочее место, например, на часовом заводе 3300

Текстильная фабрика – сравнение черных и темных цветов 3300

Окна магазина 100-2200

Футбольное поле (освещенное прожекторами) 1100

Текстильная фабрика – сравнение цвета ярких или бледных цветов 770

Библиотека 550

Экран для показа слайдов (в затемненной комнате) 11-110

Нормальное освещение в музеях 50

Жилая комната, общее освещение лампой накаливания 55-165

Освещение темной улицы 11

Протяженный источник света или освещенный предмет характеризуется определенной яркостью (фотометрической яркостью) L. Яркость равна отношению силы света, излучаемого поверхностью, к площади ее проекции на плоскость, перпендикулярную выбранному направлению. Как известно, площадь проекции какой-либо плоской поверхности на другую плоскость равна площади этой поверхности, умноженной на косинус угла между плоскостями. Таким образом, (3.6), гдеa- угол между направлениями силы света и вертикалью.

За единицу измерения яркостисейчас во всех странах принята яркость плоской поверхности, излучающей силу света в 1 кд с одного квадратного метра в направлении, перпендикулярном светящей поверхности, то есть,1 кд/м2. Яркость большинства тел и источников света в разных направлениях неодинакова. Если сила света, испус­каемого 1 м2такой поверхности в данном направлении, равна 1 кд, то ее яркость в этом направлении равна 1 кд/м2.

От чего же зависит яркость предметов? Прежде всего – от количества попадающего на них света. Но она зависит и от свойств самих предметов, а именно – от их способности отражать падающий свет. Если предмет белый – он отражает почти весь падающий на него световой поток и его яркость высока, если он черный, то его поверхность поглощает почти все попадающее на него излучение и яркость его мала. То есть, при постоянстве освещенности яркость предмета тем больше, чем больше его отражательная способность, светлота. Для диффузно отражающих поверхностей(3.7). Здесьr- коэффициент отражения, определяемый отношением отраженного от плоскости светового потока к падающему на эту плоскость световому потоку (3.8).

Источники света обладают различной яркостью. В каждом отдельном случае различие источников света по яркости четко определяется человеческим глазом. Яркость света Lисточника света или яркость освещаемой площади объектов связана с уровнем зрительного ощущения, а распределение яркости в поле зрения, например, в интерьере, характеризует качество или степень комфортности освещения.

Форма и цвет предмета воспринимаются только при яркости зрительного стимула не менее или равного 10 кд/м2. При яркостях менее 0,003 кд/м2 функционируют только палочки (сумеречное зрение). Следовательно, различение цветов возможно лишь при достаточно высоких значениях яркости зрительного стимула. Надежное и более тонкое различие цветовых оттенков возможно при яркости 175 кд/м2. Колбочки чувствительны к длине световых волн. При равенстве энергии воздействующих волн различия их длин ощущаются как различия в цвете зрительных стимулов. Глаз различает семь основных цветов и более сотни их оттенков. С изменением длины волны изменяется и качество ощущений. Лучшими условиями для работы считаются такие, когда уровень яркости адаптации находится в пределах от нескольких десятков до тысячи кандел на квадратный метр.

Нижний абсолютный порог чувствительности – это та минимальная (пороговая) величина яркости светового пятна, обнаруживаемого глазом на черном фоне. Она составляет 10-6кд/м2.

Верхний абсолютный порог чувствительности характеризуется болевыми ощущениями и составляет 106 кд/м2. Диапазон яркостей между верхним и нижним порогами чувствительности находится в пределах от 10-6до 106кд/м2.При изменении освещенности сетчатки световая чувствительность не остается постоянной, а адаптируется. Средняя интегральная яркость информационного поля и других источников света (первичных и вторичных), находящихся в поле зрения, создает яркость адаптации Lυa. Лучшими условиями для работы считаются такие, когда уровень яркости адаптации находится в пределах от нескольких десятков до тысячи кандел на квадратный метр. Отметим, что для площади рабочей поверхности 0,1 м2и более наибольшая допустимая яркость должна составлять  500  кд /м2, а для площади 0,0001 м2 и менее - 2 000  кд /м2. Нормы  яркости  для улиц, площадей составляют  0,2-1,6  кд /м2,  яркость  архитектурного освещения фасадов зданий, сооружений - от 3 до 8  кд /м2, а максимальная   яркость  рекламных объектов с учетом их площади - 400-2 600  кд /м2.

При   прямом  попадании мощного светового потока на орган зрения предельная величина  переносимого  уровня  яркости   составляет  7 500 кд /м2.

Таблица 3.4

Яркость некоторых источников освещения

Источник света

Средняя яркость, кд/м2

Солнце

1 600 000 000

Лампа накаливания

2 000 000 - 26 000 000

Люминесцентная лампа

5 000 - 30 000

Облака, освещенные солнцем

10 000

Свеча

7 500

Голубое небо

5 000

Светильники с зеркальной решеткой

100

Для внутреннего освещения

50 - 500

Белая бумага при 500 лк

100

Белая бумага при 5 лк

1

 

Важно также понятие светимости M,которая выражает полный световой потокФ, излучаемый единицей плоской светящейся поверхности по всем направлениям в одну сторону.

ИСТОЧНИКИ СВЕТА

Влияние освещения на восприятие окружающего мира настолько важно, что дизайнерам, проектирующим окружающую среду и изделия, необходимо знание основ светотехники. Существует два вида источников света – это Солнце (естественное освещение) и искусственные источники, созданные человеком.

Психологическое и физиологическое воздействиена человека цветности излучения источников света в значительной степени связано с теми световыми условиями, к которым человечество приспособилось за время своего существования. Световой режим, к которому приспособились люди – это голубое небо, создающее в течение большей части светового дня высокие освещенности, а вечерами и ночами – желто-красный костер, а затем, пришедшие ему на смену, создающие низкие освещенности лампы, аналогичные по цветности. У человека наблюдается более работоспособное состояние днем при свете преимущественно холодных оттенков, а вечером, при теплом красноватом свете низкой освещенности, ему лучше отдыхать. Лампы накаливания дают теплый красновато-желтый цвет и способствуют успокоению и отдыху, люминесцентные лампы, наоборот, создают холодный белый свет, который возбуждает и настраивает на работу.

Рис. Освещение, к которому привык человеческий глаз в процессе эволюции

Таким образом, цветность является важной характеристикой светового излучения. Цветность света того или другого источника зависит от спектрального состава излучаемого им светового потока.

Примеры спектрального распределе­ния интенсив­ности излучения различных источников света показаны на рис. .

(а) (б)

Рис. Примеры спектрального распределе­ния интенсив­ности излучения различных источников света: (а) свет от ясного голу­бого неба, среднеднев­ной усредненный солнечный свет, свет лампы накаливания, (б) излучение люминесцентной лампы

Излучение большинства самосветя­щихся источников подчиняется одним и тем же законам, однако для раз­ных тел, в зависимости от их химического состава и физических свойств, нагревание до заданной температуры дает несколько раз­личающиеся спектры излучения. В связи с этим, в качестве эта­лона цветовой температуры использу­ется гипотетическое абсолютно черное телоилиизлучатель Планка. Это источник, излучение которого зависит только от его температуры, а не от каких-либо других его свойств. Для характеристики цвета излучений было введено понятиецветовой температуры. В зависимости от температуры на­гревания, спектр излучения абсолютно чер­ного тела имеет разную цветность.Цветовая температу­ра – это та температура черного тела, при которой его излучение имеет ту же цветность, что и рассмат­риваемое излучение.

Рис. 3.2 Спектральное распределение излучения черного тела в видимом диапазоне в зависимости от температуры

Действительно, при нагревании черного тела его цвет изменяется от теплых оранжево-красных до холодных белых тонов. Цветовая температура измеряется в градусах Кельвина (К).Связь между градусами по шкале Цельсия и по шкале Кельвина следующая: К = С + 273 .

Цветовая температура для реальных ис­точни­ков света составляет от 2000 до 10000 градусов. Чем ниже цветовая температура, тем цвет­ность источника света находится ближе к красной области спектра, чем выше – к синей.

Несмотря на существующие различия, все другие тела ведут себя при на­грева­нии подобно идеальному черному телу. Именно поэтому использование цветовой температуры в качестве характеристики цветности излучения само­светящихся ис­точников, как природных, так и искусственных, оправдано для боль­шого числа источников. Поскольку спек­тральное распределение излучения, и, соот­ветственно, цветность, реального тела в редких случаях точно совпадает со спек­тральным распределением и цветностью идеально черного тела при данной цвето­вой температуре, при ха­рактеристике излучения реально существующих тел исполь­зуют понятие кор­релированной цветовой температуры (рис. 3.3).

Рис. 3.3 Линия черного тела на графике цветностей xyМКО 1931г. и семейство изотем­пературных линий, используемых для определения коррелированной цвето­вой темпера­туры источника по координатам цветности

Она соответствует цветовой темпера­туре, полученной путем определения на равноконтрастном цветовом гра­фике точки на линии черного тела, ближайшей к точке, представляющей собой цветность рассматриваемого источника света.

Цветопередача характеризует влияние спектрального состава источ­ника света на зрительное восприятие цветных объектов, сознательно или бессозна­тельно сравниваемое с восприятием тех же объектов, осве­щенных стандарт­ным источником. Цвет красного автобуса при освещении светом уличной натриевой лампы накаливания воспринимается как тускловато коричневый. Цвет лица при освещении светом ртутной лампы приобретает болезненный зеленоватый оттенок. Обе эти лампы легко узнать по их плохой цветопередаче. Искусственный свет должен обеспечивать возможность наиболее лучшего восприятия цвета.

Метод оценки цветопередающих свойств источников света, рекомендо­ван­ныйМКО, предназначен для оценки способности источника придавать предметам их ис­тинный цвет. Веден показатель –индекс цветопередачи,который отражает уровень соответствия естественного цвета тела с видимым цветом этого тела при освещении его эталонным источником света.Методика определения индекса цветопередачи­ заключается в вы­числе­нии цветовых координат u, v анализируемого цвето­вого образца при его осве­щении данным источником света, вычислении цве­товых координат u, v образца при его освещении принятым в качестве стан­дартного источника света и определе­нии ΔE– различия между ними в цветовом пространстве W*U*V*. По по­лученным данным определяется ча­стный индекс цветопередачи Ri:

(3.9).

Чем меньше отклонение цвета излучаемого тестируемой лампой света от эталонных цветов, тем лучше характеристики цветопередачи этой лампы. Источник света с показателем цветопередачи Ra = 100 излучает свет, оптимально отражающий все цвета, как свет эталонного источника света. Чем ниже значение Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта. Методика МКО 1974 г. рекомендует использовать для вычисления ин­декса цве­топередачи среднее арифметическое из частных индексов цветопе­редачи, опреде­ленных для 14 образцов цвета атласа Манселла по пока­зателю ΔE, рассчитан­ному по координатам цвета образца, освещенного исследуемым источником, и координатам цвета того же образца при выбранном контрольном ос­вещении. Полученная характеристика именуется общим индексом цветопередачи RA:

(3.10).

Для источников с высокой цветовой температуройистинным считается цвет предмета придневном освещении. В случае источниковс низкой цве­товой тем­пературойистинным считается цвет предмета приосвещении лампой накалива­ния.В методе МКО действует условие, что цветность стандартного излучения должна быть одинакова или почти одинакова цветности ис­следуемого излучения. Допуска­ется очень небольшое различие.

Для критической оценки окрашенных объектов потребитель должен вы­брать тот источник, который дает достаточно хорошее приближение к ис­тине. Обычно это означает, что источник должен иметь довольно высокий общий индекс цветопе­редачи МКО(95 и более). Из формул следует, что величинаΔEдолжна быть порядка одного порога. В некоторых особых слу­чаях для контроля может потре­боваться источник с более высоким индексом цветопередачи и более жесткие до­пуска на фактическое относительное спек­тральное распределение энергии излуче­ния. Такие особые случаи возникают при необходимости проведения критического сравнения метамерных цвето­вых стимулов предметов.

Искусственные источники света. Для искусственного освещения применяют электрические лампы двух типов-лампы накаливания (ЛН) и газоразрядные лампы (ГЛ).

Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение (свет) в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити.

В газоразрядных лампах видимое излучение возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов или паров металлов, которыми заполняется колба лампы. Газоразрядные лампы называют люминесцентными, так как изнутри колбы (цилиндры) покрыты люминофором, который под действием ультрафиолетового излучения, излучаемого электрическим разрядом, светится, преобразуя тем самым невидимое ультрафиолетовое излучение в свет.

Люминесцентные лампы (ЛЛ) – разрядные лампы низкого давления – представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, в которую закачаны пары ртути. Под действием электрического разряда пары ртути излучают ультрафиолетовые лучи, которые, в свою очередь, заставляют нанесенный на стенки трубки люминофор излучать видимый свет. Два различных типа ЛЛ являются классическим примером компромисса в технике. Лампы с трехполосным люминофором более экономичны (световая отдача до 104 Лм/Вт), но обладают худшей цветопередачей (Ra=80), с пятиполосным люминофором имеют отличную цветопередачу (Ra=9098) при меньшей световой отдаче (до 88 Лм/Вт). Одно из главных преимуществ ЛЛ – долговечность (срок службы до 20 000 часов). Благодаря экономичности и долговечности ЛЛ стали самыми распространенными источниками света в офисах предприятий. В странах с мягким климатом ЛЛ широко применяются в наружном освещении городов. В холодных районах их распространению мешает падение светового потока при низких температурах.

Принцип действия разрядных ламп высокого давления – свечение наполнителя в разрядной трубке под действием дуговых электрических разрядов. Дуговые разрядные лампы намного старше ламп накаливания – в прошлом году электрической дуге исполнилось 200 лет. Два основных разряда высокого давления, применяемых в лампах, – ртутный и натриевый. Оба дают достаточно узкополосное излучение: ртутный – в голубой области спектра, натрий – в желтой, поэтому цветопередача ртутных (Ra=40–60) и особенно натриевых ламп (Ra=20–40) оставляет желать лучшего.

studfiles.net

Световые величины и единицы

Световой поток - мощность светового излучения, т. е. видимого излучения, оцениваемого по световому ощущению, которое оно производит на глаз человека. Световой поток измеряется в люменах.

Например лампа накаливания (100 Вт) излучает световой поток, равный 1350 лм, а люминесцентная лампа ЛБ40 - 3200.

Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света равной одной канделе, в телесный угол, величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд·ср).

Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4π люменам.

Существует и другое определение: единицей светового потока является люмен (лм), равный потоку, излучаемому абсолютно черным телом с площади 0,5305 мм2 при температуре затвердевания платины (1773° С), или 1 свеча·1 стерадиан.

Сила света - пространственная плотность светового потока, равная отношению светового потока к величине телесного угла, в котором равномерно распределено излучение. Единицей силы света является кандела.

Освещенность - поверхностная плотность светового потока, падающего на поверхность, равная отношению светового потока к величине освещаемой поверхности, по которой он равномерно распределен.

Единицей освещенности является люкс (лк), равный освещенности, создаваемой световым потоком в 1 лм, равномерно распределенным на площади в 1 м2, т. е. равный 1 лм/1 м2.

Яркость - поверхностная плотность силы света в заданном направлении, равная отношению силы света к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную тому же направлению.

Единица яркости - кандела на квадратный метр (кд/м2).

Светимость (светность) - поверхностная плотность светового потока, испускаемого поверхностью, равная отношению светового потока к площади светящейся поверхности.

Единицей светимости является 1 лм/м2.

Единицы световых величин в международной системе единиц СИ (SI)

Наименование величины Наименование единицы Выражениечерез единицы СИ (SI) Обозначение единицы русское между-народное
Сила света кандела кд кд cd
Световой поток люмен кд·ср лм lm
Световая энергия люмен-секунда кд·ср·с лм·с lm·s
Освещенность люкс кд·ср/м2 лк lx
Светимость люмен на квадратный метр кд·ср/м2 лм·м2 lm/m2
Яркость кандела на квадратный метр кд/м2 кд/м2 cd/m2
Световая экспозиция люкс-секунда кд·ср·с/м2 лк·с lx·s
Энергия излучения джоуль кг·м2/с2 Дж J
Поток излучения, мощность излучения ватт кг·м2/с3 Вт W
Световой эквивалент потока излучения люмен на ватт
кд·ср·с3
кг·м2
лм/Вт lm/W
Поверхностная плотность потока излучения ватт на квадратный метр кг/с3 Вт/м2 W/m2
Энергетическая сила света (сила излучения) ватт на стерадиан кг·м2/(с3·ср) Вт/ср W/sr
Энергетическая яркость ватт на стерадиан-квадратный метр кг/(с3·ср) Вт/(ср·м2) W/(sr·m2)
Энергетическая освещенность (облученность) ватт на квадратный метр кг/с3 Вт/м2 W/m2
Энергетическая светимость (излучаемость) ватт на квадратный метр кг/с3 Вт/м2 W/m2

Примеры:

Тип лампы Мощность, Вт Световойпоток, лм Примернаясила света, кд
Свеча     1
Лампа накаливания Б235-245-100 100 1380 100
Лампа люминесцентная ЛБ 40 40 2800  
Ртутная лампа высокого давления ДРЛ 250 250 13000  
Обычный светодиод 0,015   0,001
Сверхяркий светодиод 5   3

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК"Под общей ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др.М.: Издательство МЭИ, 1998

Вернуться к списку

www.neolight.ru

Как выбрать LCD телевизор | Televizor-info.ru

Как выбрать LCD телевизор? Если вы задаетесь этим вопросом, то наверняка решили обзавестись новой покупкой. На рынке представлено огромное количество моделей различных конструкций, моделей, марок и т.д. Очень часто в этом разнообразии трудно определиться и сделать верный выбор. В данной статье мы опишем все самые основные характеристики, которые помогут Вам сделать трудный выбор в пользу конкретной модели.

data-ad-client="ca-pub-2575503634248922"data-ad-slot="3433597103"data-ad-format="link">

Размер экрана

Является одним из важнейших характеристик телевизоров. Местоположение является ключевым фактором в принятии решения об идеальном размере для вашего экрана. Необходимо измерить расстояние от телевизора до места, где Вы будете смотреть его. Вы также можете измерить расстояние от других первичных мест просмотра в комнате, хотя это не существенно.

Размер экрана — длина экрана от верхнего угла к противоположной нижнем углу. Как правило, экран длиной 20−26 дюймов рекомендуется для расстояния от полутора до двух метров. Для 32−42 дюймов необходимо расстояние от двух до трех метров. Для расстояний от двух с половиной до четырех метров, 44−56 — дюймовый экран обеспечивает наилучшее качество просмотра. Помните, что это только оценки, и то, что работает для одного дома, не всегда работает для другого. Придерживайтесь вашего бюджета и предпочтений при выборе размера.

Угол обзора

Современные телевизоры имеют угол обзора близкий к 180 градусам, как по горизонтали, так и по вертикали. Этот факт делает проблему не такой острой как несколько лет назад. Но тем не менее при покупке все же следует уделить внимание этому вопросу.

Формат экрана

Телевизионные экраны выпускаются в двух пропорциях: 4:3 (старый стандарт) и 16:9 (широкоформатный). Это отношения ширины экрана к его высоте. Аналоговое ТВ транслируется в формате 4:3. DVD, а также цифровое телевидение используют широкоформатное разрешение.

Интересен тот факт, что широкоэкранные фильмы, не имеют формат 16:9, они немного шире вследствие чего оставляют некоторое черное пространство выше и ниже изображения, даже на широкоэкранных телевизорах. Учитывая распространенность и перспективы, рекомендуется отдать предпочтение широкоформатному телевизору.

Яркость и контрастность

Яркость является весьма важным параметром LCD телевизора. Яркость панели измеряется в кандел на квадратный метр (кд/м2) и варьируется от 250 кд/м2 до 1000 кд/м2. Яркости в 400 кд/м2 должно хватить для просмотра в комнатах с отсутствием прямого освещения. Если же телевизор будет стоять в помещении с прямым солнечным освещением, то для комфортного просмотра потребуется яркость 500−600 кд/м2.

Контрастность характеризует способность телевизора отображать разницу в освещении между самым ярким и самым темным участком изображения. Чем выше контрастность, тем лучшее качество и насыщенность картинки Вы получите.

Например, коэффициент контрастности котируется как 900:1. Из этого следует, что уровень черного цвета в 900 раз темнее белого. Хорошим показателем контрастности является 1000:1.

Время отклика

Время отклика LCD телевизора это время, которое требуется жидкокристаллической ячейке для перехода из активного (черный цвет) в неактивное (белый цвет) состояние и обратно в активное. Оно измеряется в миллисекундах (мс).

Время отклика является важнейшим элементом, который следует учитывать при покупке телевизора, поскольку оно напрямую влияет на способность четко изображать движущиеся изображения и четкие края. Побочным эффектом медленного времени отклика является тот факт, что изображения остаются на экране дольше, чем предполагалось. Иначе говоря, если смотреть футбольный матч на телевизоре с медленным временем отклика, мяч оставляет своеобразный хвост, словно комета.

На телевизионном рынке присутствуют LCD телевизоры со временем отклика 8 мс, 16 мс, 20 мс и более. 8мс будет наиболее оптимальным временем отклика.

Разрешение экрана

Разрешение экрана является важным фактором, про который нельзя забывать при выборе LCD телевизора. Разрешение 1080p (1920 на 1080 пикселей прогрессивной разверткой) в настоящее время является вершиной для потребителя.

Если вы хотите наслаждаться самым четким изображением используя технику, которая оптимизирована для высоких разрешений, например Blu-Ray проигрыватели, Xbox 360 или Playstation 3 то разрешение 1080p именно для вас. В остальных случаях лучше сэкономить и приобрести телевизор с разрешением 720p (1280 на 720 пикселей).

Звук

Если Вы решили выбрать качественный ЖК телевизор лучше потратиться и купить внешнюю акустическую систему: домашний кинотеатр или пару хороших колонок. Это сделает звучание более качественным и сделает просмотр любимых передач и фильмов просто неповторимым.

Если же Вы не планируете использовать внешние аудиоустройства, уделите внимание звуковому вопросу. Сделайте громкость на уровне 75 процентов и отойдите на расстояние 2 метров. Внимательно оцените качество и уровень звука. Обратите внимание на то, что бы отсутствовали посторонние шумы и хрипения. Также желательно что бы в телевизоре присутствовали такие звуковые системы: Virtual Dolby Surround, VSS, Virtual 3D Surround, 3D-Phonic, MPEG-2 Audio, Dolby Stereo.

Разъемы

Для того чтобы совместно использовать телевизор с другими цифровыми устройствами, необходимо наличие современных цифровых выходов и входов. Это требуется для того, чтобы при обмене информацией не происходило потерь информации и устройства эффективно работали. Будет полезным, если LCD телевизор будет иметь такие разъемы как DVI и HDMI. Использование HDMI позволяет передавать как видео, так и аудиосигналы в цифровом коде. Это выгодно отличает его от интерфейса DVI. Наличие разъемов S-Video и RCA позволит соединить телевизор с различными видеомагнитофонами старого типа, которые используют аналоговые входы.

Для того чтобы соединить LCD телевизор с видеокамерой или DVD проигрывателем часто используют евростандарт SCART. Однако гнездо этого стандарта использует передачу сигнала в аналоговой форме что влияет на качество передачи. Для получения самого лучшего качества лучше использовать цифровой вход HDMI. Хорошим бонусом будет наличие USB выходов, а также кард ридеров.

на Ваш сайт.

televizor-info.ru

Яркость — WiKi

Я́ркость источника света[1] — световой поток, посылаемый в данном направлении, делённый на малый (элементарный) телесный угол вблизи этого направления и на проекцию площади источника[2] на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения. Иначе говоря — это отношение силы света, излучаемого поверхностью, к площади её проекции на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения.

B(α)=dI(α)dσcos⁡α{\displaystyle B(\alpha )={\frac {dI(\alpha )}{d\sigma \cos \alpha }}}

В определении, данном выше, подразумевается, если рассматривать его как общее, что источник имеет малый размер, точнее малый угловой размер. В случае, когда речь идёт о существенно протяжённой светящейся поверхности, каждый её элемент рассматривается как отдельный источник. В общем случае, таким образом, яркость разных точек поверхности может быть разной. И тогда, если говорят о яркости источника в целом, подразумевается вообще говоря усреднённая величина. Источник может не иметь определённой излучающей поверхности (светящийся газ, область рассеивающей свет среды, источник сложной структуры — например туманность в астрономии, когда нас интересует его яркость в целом), тогда под поверхностью источника можно иметь в виду условно выбранную ограничивающую его поверхность или просто убрать слово «поверхность» из определения.[источник не указан 1713 дней]

В Международной системе единиц (СИ) измеряется в канделах на м². Ранее эта единица измерения называлась нит (1нт=1кд/1м²), но в настоящее время стандартами на единицы СИ применение этого наименования не предусмотрено.

Существуют также другие единицы измерения яркости — стильб (сб), апостильб (асб), ламберт (Лб):

1 асб = 1/π × 10−4сб = 0,3199 нт = 10−4Лб.[3]

  • Вообще говоря яркость источника зависит от направления наблюдения, хотя во многих случаях излучающие или диффузно рассеивающие свет поверхности более или менее точно подчиняются закону Ламберта, и в этом случае яркость от направления не зависит.
  • Последний случай (при отсутствии поглощения или рассеяния средой — см. ниже) позволяет в определении рассматривать и конечные телесные углы и конечные поверхности (вместо бесконечно малых в общем определении), что делает определение более элементарным, однако надо понимать, что в общем случае (к которому при требовании большей точности относятся и большинство практических случаев) определение должно основываться на бесконечно малых или хотя бы физически малых (элементарных) телесных углах и площадках.
  • В случае поглощающей или рассеивающей свет среды видимая яркость, конечно, зависит и от расстояния от источника до наблюдателя. Но само введение такой величины, как яркость источника, мотивировано не в последнюю очередь именно тем фактом, что в важном частном случае непоглощающей среды (в том числе вакуума) видимая яркость от расстояния не зависит, в том числе в том важном практическом случае, когда телесный угол определяется размером объектива (или зрачка) и уменьшается с расстоянием (падение с расстоянием от источника силы света точно компенсирует уменьшение этого телесного угла).
  • Существует теорема, утверждающая, что яркость изображения никогда не превосходит яркости источника[4].

Яркость L — световая величина, равная отношению светового потока d2Φ{\displaystyle d^{2}\Phi } к фактору геометрическому dΩdAcos⁡α{\displaystyle d\Omega dA\cos \alpha } :

L=d2ΦdΩdAcos⁡α{\displaystyle L={\frac {d^{2}\Phi }{d\Omega dA\cos \alpha }}}.

Здесь dΩ{\displaystyle d\Omega } — заполненный излучением телесный угол, dA{\displaystyle dA} — площадь участка, испускающего или принимающего излучение, α{\displaystyle \alpha } — угол между перпендикуляром к этому участку и направлением излучения. Из общего определения яркости следуют два практически наиболее интересных частных определения:

Яркость, излучаемая поверхностью dS{\displaystyle dS} под углом α{\displaystyle \alpha } к нормали этой поверхности, равняется отношению силы света I{\displaystyle I}, излучаемого в данном направлении, к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению[5]:

L=dIdScos⁡α{\displaystyle L={\frac {dI}{dS\cos \alpha }}}

Яркость — отношение освещённости E{\displaystyle E} в точке плоскости, перпендикулярной направлению на источник, к элементарному телесному углу, в котором заключён поток, создающий эту освещённость:

L=dEdΩcos⁡α{\displaystyle L={\frac {dE}{d\Omega \cos \alpha }}}

Яркость измеряется в кд/м2. Из всех световых величин яркость наиболее непосредственно связана со зрительными ощущениями, так как освещённости изображений предметов на сетчатке глаза пропорциональны яркостям этих предметов. В системе энергетических фотометрических величин аналогичная яркости величина называется энергетической яркостью и измеряется в Вт/(ср·м2).

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.

ru-wiki.org

Технологии

 

Всепогодные мониторы должны обладать большой яркостью, чтобы  обеспечить нормальный просмотр изображения даже в солнечный день.

Главное отличие всепогодного монитора от мониторов и телевизоров, используемых в закрытых помещениях это показатель яркости. У обычных видеомониторов яркость составляет 300-400 кд/м2. Если такой монитор использовать на улице, то даже в пасмурную погоду просмотр изображения будет затруднен, на экране не будет ничего видно.  

 

Яркость монитора 1000 кд/м2 обеспечит видимость изобра-жения в пасмурную погоду, но её будет недостаточно для полноценного просмотра в солнечный день. Для того чтобы изображение "читалось" в солнечную погоду необходима яркость выше 1200кд/м2.

 

Как добиться такой яркости?

Яркость 1000кд/м2 и выше достигается технологией прямой светодиодной подсветки матрицы монитора и зависит от мощности и количества мини светодиодов.

Прямая светодиодная подсветка обеспечивает выравнивание яркости до 90% по всей площади дисплея. При солнечном свете наличие светодиодной подсветки для выравнивания яркости просто необходимо!

 

Наши всепогодные мониторы оснащены регулятором яркости экрана - датчиком внешнего освещения. В зависимости от времени суток и погоды автоматически регулируется яркость подсветки матрицы монитора. Это позволяет экономить электроэнергию, значительно увеличивает срок службы мониторов и делает изображение  оптимальным для восприятия.

 

 

Мы используем антибликовое закаленное стекло и по желанию заказчика можем дополнительно усилить его бронированной пленкой (класс защиты А2). 

Обычное защитное стекло отражает часть падающего на него света – получается эффект зеркала. Если близко посмотреть в такой монитор, то в нем можно увидеть свое отражение. Это затрудняет восприятие видеокартинки. Мы используем в своих мониторах специальные антибликовые стекла, что делает просмотр изображения более комфортным. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                          

                                                                                                                             

alldisplay.ru

Яркость экрана

Яркость экрана, световой поток проектора и размеры экрана.

У большинства проекционных ламп скорость спада световой отдачи максимальна в начальный период эксплуатации. Отчасти поэтому и из-за несовпадения методик измерений и спецификаций люксметров, используемых производителями проекторов и при испытаниях, световой поток при тестировании может оказаться на 20-30 % меньше паспортного.

Популярными среди специалистов по кинотехнике единицей яркости является фут-Ламберт (1 fL = 3,426 кд/м2). В частности, для начальной яркости экрана в пленочных кинотеатрах установлен норматив 16 fL » 55 кд/м2. Так как яркость киноэкрана измеряется при отсутствии кинопленки в кадровом окне проектора, а на ней из-за поглощения света теряется заметная часть светового потока, для экранов, обслуживаемых видеопроекторами, этот норматив уменьшен до 14 fL ≈ 48 кд/м2.

Площадь экрана S (м2) с отражательной способностью 100 % определяется выражением S = Ф/πЕ, где Ф – световой поток (лм), а Е – яркость экрана (кд/м2). Ширина b (м) изображения, создаваемого на таком экране, b = (lФ/πЕ)1/2, где l – форматный множитель. Для широкоформатных проекторов l = 16:9 » 1,78, и оценки ширины таких экранов при Е = 48 кд/м2 выполняются по формуле b » 0,11(Ф)1/2.

Яркость презентационных отражательных экранов в освещенных помещениях должна быть не менее 200 кд/м2. Ширина таких экранов формата 4:3 может быть оценена по формуле b ≈ 0,05(Ф)1/2.

Так как просветные экраны характеризуются большими потерями на пропускание светового потока (обычно, это 60…80 %), то проектор для таких экранов в освещенных помещениях должен иметь начальный световой поток не менее, чем в 800 раз превышающий площадь типового просветного экрана.

Световой поток проектора по мере наработки ресурса лампы уменьшается, и при его снижении вдвое проецирование автоматически выключается и становится невозможным до замены лампы. Минимально допустимое значение начальной яркости киноэкрана, обеспечиваемой проектором с новой лампой, должно быть не менее 48 кд/м2.

В спецификациях всегда приводятся данные о максимальных размерах экранного изображения. Нетрудно подсчитать, что часто такое изображение таких размеров имеет яркость, недопустимо низкую даже для затемненных помещений. Заметим, что такой “особенностью” грешат проекторы почти всех производителей, т.е. практического значения этот параметр обычно не имеет.

studfiles.net

Единицы измерения света. Примеры источников света и их фотометрические параметры.

вопрос:Что такое "темно", "ярко" понимают все. А как перевести бытовые понятия в физические, в цифры?

Фотометрия

русский язык - английский язык:название величины - в чём измеряется

  • cветовой поток: люмен (Лм) - luminous flux: lumen (lm) - синоним: luminous power
  • сила света: кандела (Кд) - luminous intensity: candela (cd, часто используется 1/1000 часть - mcd)
  • яркость: нит (Кд/кв.м) - luminance: nit cd/m2
  • освещенность: люкс (лк) - illuminance: lux (lx)
  • светимость: люкс (лк) - luminous emittance: lux (lx)

Световой поток есть световая энергия, которая излучается от точечного источника и выражается в пространственных углах (сила света) , т.к. зависит от расстояния. Интенсивность света (сила света) измеряется в канделах, световой поток - в люменах, а освещенность - в люксах.

Световой поток

Luminous flux - lumen, lm - люмен, ЛмЕдиницу измерения световой поток можно понимать как количество света, общее количество света.Например, обыкновенная лампа накаливания 40 ватт создает световой поток 415 люмена.Какую оптическую систему ни ставь вокруг источника света, количество света - люменов - не изменится: например, зеркальную колбу вокруг спирали накаливания в спот-лампочке, линзу вокруг кристалла в светодиоде.

Если источник света излучает свет равномерно по всем направлениям, то канделлы, умноженные на полный телесный угол, дадут люмены.Световой поток равен cd⋅sr.sr - стерадиан, 1 sr = конусу (из центра, в шаре) прибл. 65,541°.(1)

Полная сфера образует телесный угол 4 π стерадиан; соответственно, 1 ср = 1⁄4π ≈ 0,0796 полного телесного угла (сферы), или (180⁄π)² ≈ …

Поэтому если на источнике света для ненаправленного освещения не указано количество люменов, то это кот в мешке.

Сила света

Логичнее было бы назвать единицу силы света угловым световым потоком.Luminous intensity - candela (lm/sr), cd - кандела, Кд, "свеча", люмены деленные на стерадиан.Силу света также называют candlepower.Интересно, что в древности 60-ваттную лампочку часто называли 60-свечёвой, но света она давала вовсе не 60 Кд.

Если с одной стороны спирали лампочки поставить рефлектор, поделив сферу пополам, то сила света увеличится в 2 раза. Например, бытовая матовая криптоновая лампа накаливания под брэндом General Electric 75W 230V даёт световой поток 865 люмен. Вогнутое зеркало, делящее сферу пополам, увеличит силу света в 2 раза. Зеркало в форме параболоида вокруг лампочки увеличит силу света до бесконечности, что конечно же, из-за не бесконечно малых размеров невозможно.

Зато возможно в фокусе оптической системы источник света-зеркало увеличить до бесконечности яркость. На практике полную бесконечность получить невозможно, а вот расплавить золото - можно.

Пример выражения яркости (лм) через силу света (Кд)

Дано:светодиод (источник света)силой света (lum. intensity) 110 мКд (mcd)в угле (viewing angle) 130°.---------------------------------Найти: "суммарную силу света" (как бы по всем направлениям), правильно - cветовой поток в люменах от данного источника света.

Обратите внимание: дано плоское сечение объемного конуса (viewing angle) в ПЛОСКИХ ГРАДУСАХ.

Можно пойти по упрощенному пути: "перевести" плоские градусы (в этом толковании) в "правильные" объемные стерадианы через соотношение (1).130° ("плоских градусов") ≈ 2 sr ("объемных стерадианов")

А люмены (световой поток) - это cd⋅sr,подставляя величины:110 мКд × 2 ср = 220 мЛм = 0,22 Лм.

Неярко, однако! (Ср. лампочками со спиралью накаливания.)Но нужно проверить цену светодиода! Может оказаться дешевле, чем один мощный светодиод. (А может быть, и нет.)

Яркость

Luminance - cd/m2 - канделы на площадь/Название внесистемной (СИ) единицы яркости измерения - нит (1нт=1кд/1м²).Физический смысл яркости - при освещении - туманен: сколько люменов на телесный угол приходится на площадку в один метр, то есть, это характеристика, как освещает источник света поверхность на некотором расстоянии; или светящийся экран телевизора освещает глаз.Физический смысл яркости освещенной поверхности (при отражении) - свет падает на стену, и как ярко он освещает другую стену или хрусталик глаза, или объектив фотоаппарата, через корорый свет попадает на светочуствительную матрицу фотоаппарата.Человек начинает воспринимать цвета при яркостях более 100 кд/м2 - дневное зрение. Ночное зрение - при яркости примерно 10−3 кд/м².Яркость имеет смысл скорее единица измерения для прикладных целей или физиологических целей.

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.

Cветимость

Luminous emittance - единица измерения lux, lm/m2, излучаемый поверхностью свет.Например, разогретый докрасна топор может светиться и в 1 люкс.

Еще о свете и освещении:Источники света и вокруг них

источники:ОсвещенностьIlluminanceи др.

 последние изменения статьи 29мар2013, 24фев2018

chem-tech.netnotebook.net