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什么是亮度,和照度有什么区别?

光学人生 2020-09-22 15:27:43

光学基础

亮度

亮度是指发光体(反光体)表面发光(反光)强弱的物理量。人眼从一个方向观察光源,在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比,定义为该光源单位的亮度,即单位投影面积上的发光强度。亮度的单位是坎德拉/平方米(cd/m2) 亮度是人对光的强度的感受。它是一个主观的量。与亮度不同的,由物理定义的客观的相应的量是光强。这两个量在一般的日常用语中往往被混淆。

物理表达式

式中:

Φ:光通量 Ω:立体角 θ: 给定方向与单位面积元ds法线方向的夹角

亮度(lightness)是颜色的一种性质,或与颜色多明亮有关系的色彩空间的一个维度。在 Lab 色彩空间中,亮度被定义来反映人类的主观明亮感觉。

亮度是指画面的明亮程度,单位是堪德拉每平米(cd/m2)或称nits,也就是每平方公尺分之烛光。当前提高显示屏亮度的方法有两种,一种是提高LCD面板的光通过率;另一种就是增加背景灯光的亮度。

需要注意的是,较亮的产品不见得就是较好的产品,显示器画面过亮常常会令人感觉不适,一方面容易引起视觉疲劳,同时也使纯黑与纯白的对比降低,影响色阶和灰阶的表现。因此提高显示器亮度的同时,也要提高其对比度,否则就会出现整个显示屏发白的现象。此外亮度的均匀性也非常重要,但在液晶显示器产品规格说明书里通常不做标注。亮度均匀与否,和背光源与反光镜的数量与配置方式息息相关,品质较佳的显示器,画面亮度均匀,柔和不刺目,无明显的暗区。

如今在LCD亮度的技术研究方面,当前已经达到800甚至更高,已经接近CRT显示器水准。此外液晶显示器的亮度有不同标称方式,例如典型亮度为350,最大亮度可能是400,具体是那种,厂商一般不做说明。因此会出如今一定范围内不能仅通过参数区分显示器好坏的情况,购买液晶显示器时还要综合考虑对比度等因素,最好实际观看显示效果。

时下最火热的LED背光技术的引进,对显示器影响巨大。LED背光显示器是通过LED高亮的特点,令显示器亮度提升。国内一线品牌如华硕、三星、LG等都已经开始将LED作为部分主打产品的首选的背光源。当然这些大品牌显示器由于显示器产品品质较佳,所以不会因为亮度的提升而导致显示器“晃眼”,这与LED背光技术并没有太多关联,所以消费者不必太过迷信LED背光能够为显示器显示效果带来一个质的提升。

星星的亮度

大约在2000多年前,希腊天文学家伊巴谷提出了一种测量恒星的“星等”的方法。他把恒星的亮度分成6个等级。每一个星级比下一级亮两倍半,因而1等星比6等星要亮约100倍。

发光强度

为一光源在给定方向上的发光强度,单位candela,即坎德拉,简称坎、cd。有人仍然用烛光来表示发光强度,那太老了,要知道1940年(又一说1948年)已经采用新烛光了,只不过“烛”=candle罢了。1968年以后烛光被废除。

光通量

光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量,单位流明,lm

光照度

1lm(流明)的光通量均匀分布在1㎡表面上所产生的光照度,单位勒克斯,lx

单位光源面积在法线方向上,单位立体角内所发出的光流,单位尼特,nt

衡量手电筒和LED一般用发光强度,但早期的LED“亮度”低,因此都用毫cd来衡量,即mcd,后来出来了上千、上万mcd的,单位也不改了,因此1000mcd=1cd。

亮度与照度的区别

亮度与照度这两个物理概念,是一样的,还是不一样的,之间有没有关联和不同。


亮度与照度,是两个既关联又不同的物理量。

1、亮度:指的是人在看光源时,眼睛感觉到的光亮度。亮度高低决定于光源的色温高低和光源的光通量,光源的光通量多少是决定性因素。光源的光通量多,亮度就高。

2、照度:指的是光源照射到周围空间或地面上,单位被照射面积上的光通量。单位被照射面积上的光通量多,照度就高。

3、亮度和照度的关联与不同:

关联点是:影响光源亮度和照度高低的物理量是共同的,即:光通量。

不同点一:影响光源亮度的光通量,是光源表面辐射出来的光通量的多少。

不同点二:影响光源照度的光通量,是光源辐射到被照面(如墙壁、地面、作业台面)上的光通量的多少。

不同点三:两者位置不同,受外界影响因素也不同。同一只光源,光源表面辐射出来的光通量、与光源辐射到被照面(如墙壁、地面、作业台面)上的光通量,在数量关系上是不相等的。

4、特别说明:光源的亮度视觉感,有时受色温影响较大。在光通量相同的光源中,色温高的光源会产生亮度高的错误的视觉感。这种“高亮度“光源,光效并不一定比其它光源高,照度也并不一定比其它光源高,只是一种刺眼的“虚假亮“。

5、在实际照明应用设计和照明节能中,主要评估照度、特别是有效视觉照度,这个物理量数值的高低。


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