Основні фотометричні параметри.
Реакція зорового аналізатора людини залежить від енергетичних параметрів і спектрального складу випромінювання. Світлове випромінювання характеризується рядом фотометричних параметрів. Основними з них є світловий потік, сила світла, яскравість, освітленість, контраст яскравості. Потужність, що переноситься енергією випромінювання, називають світловим потоком Фn. Цей потік виражається в люменах (лм). Сила світла Іn характеризує просторову густину світлового потоку в даному напрямі і визначається як відношення світлового потоку dФn, проходящого усередині малого тілесного кута dw у даному напрямі, до величини цього кута:
Iv=dФn/dw. (4) Тілесний кут dw=dA/r2, (5)
Одиниця світлового потоку - люмен (лм) - визначається як світловий потік від точкового джерела в 1 лм усередині тілесного кута в 1 ср. На рис. 4 показано точкове джерело е, що поміщене усередині сфери радіусом r і утворююче рівномірний потік на всіх напрямках. Потік в 1 лм розповсюджується усередині тілесного кута, що вирізає на поверхні сфери ділянку ABCD площею в 1 м2. У межі при нескінченному зменшенні dA тілесний кут прагне до прямої, що вказує напрям сили світла і дозволяє розглядати силу світла як векторне значення. Якщо світловий потік від точкового джерела рівномірний, то сила світла однакова в будь-якому напрямі: Іn = Фn / (4p). (6) Яскравість Lv характеризує випромінювання поверхні, що світиться, площею dA в даному напрямі. Якщо поняття сили світла відноситься тільки до точкового джерела світла, то поняття яскравості застосовується до будь-яких джерел, що мають кінцеві розміри. Чисельно яскравість дорівнює відношенню світлового потоку, що проходить в даному напрямі в межах малого тілесного кута через ділянку поверхні, до добутку величини тілесного кута, площі ділянки і косинуса кута a між даним напрямом і нормаллю до ділянки: Lv=dФn / (dwdA cos а) =In/ (dA cos а). (7) Одиницею яскравості є кд/м2 - це яскравість поверхні, квадратний метр якої випромінює в напрямі, перпендикулярному цій поверхні, силу світла в 1 кд. Наводимо яскравості деяких джерел світла в кд/м2: Екран телевізійної трубки …........ 30—1000 Світлодіоди …................ 10—400 Люмінесцентна лампа …........... 5000—10000 Нитка вакуумної лампи розжарювання …..... 2×106—3×106 Нитка газонаповненої лампи розжарювання ….. 8×106—20×106 Сила світла, яскравість і світловий потік є характеристиками активних (первинних) джерел світла. Об’єкти, які видно завдяки освітленню світлом первинних джерел, називають пасивними (вторинними) джерелами світла. Їх основною характеристикою є
Рис. 3. Адитивні способи змішування кольорів: а-просторовий; б-паралельний; в-послідовний
Рис. 4. Взаємозв’язок між світовим потоком (Фv), силою світла (Іv) та освітленістю (Еv)
освітленість. Освітленість Ev характеризується світловим потоком, падаючим на одиницю освітлюваної поверхні: Ev=dФv /dA. (8) Світловий потік в 1 лм, рівномірно освітлюючий площу в 1 м2, створює освітленість в 1 лк (люкс). Так, наприклад, мінімальна освітленість для читання - 20 лк, в кімнаті в ясний літній день - 100 лк, освітленість, що створюється прямим сонячним промінням на відкритій місцевості, - 100000 лк. Відбита від об'єкту частина світлового потоку характеризується коефіцієнтом відбиття rv=Фvвід/Фv, (9) де Фvвід — відбита частина світлового потоку Фv. Поверхню, що відбиває світло, можна розглядати як вторинне джерело світла з світловим потоком Фvвід. Яскравість цього джерела Lvвід=Lvrv /p. (10) Наведемо значення коефіцієнтів відбиття rv для деяких поверхонь: сніг, крейда, гіпс - 0,93; білий папір - 0,6…0,8; пісок - 0,25, чорне сукно - 0,01…0,02; чорний оксамит - 0,004…0,01. Контраст яскравості визначає співвідношення яскравостей об'єкту і фону. Розрізняють прямий і зворотний контрасти. Для позитивного зображення (темне зображення на білому фоні) задається прямий контраст яскравості:
kпр=(Lvф-Lvo) /Lvф, (11)
де Lvф і Lvо — яскравості фону і об'єкту. Для негативного (світлого на темному фоні) зображення задається зворотний контраст:
kзв= (Lvо- Lv ф) /Lvо. (12)
У ряді випадків користуються поняттям контрастності kк, що представляє відношення яркостей об'єкту (фону) і фону (об'єкту) : kк=Lvо/Lv ф при Lvo>Lv ф, kк=Lvф /Lvо при Lvо < Lv ф (13) kпр(зв) =1 - 1/kк. (14)
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|