Radiometria, fotometria, színmérés • A radiometria az optikai sugárzást fizikai mennyiségek formájában határozza meg. • A fotometria ezt a sugárzást az átlagos emberi megfigyelő látására jellemző színképi függvény alapján értékeli. • A színmérés a színészleléshez kíván objektíven mérhető mennyiségeket rendelni.
Radiometria, fotometria, színmérés. A radiometria az optikai sugárzást fizikai mennyiségek formájában határozza meg. A fotometria ezt a sugárzást az átlagos emberi megfigyelő látására jellemző színképi függvény alapján értékeli . - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Radiometria, fotometria, színmérés
• A radiometria az optikai sugárzást fizikai mennyiségek formájában határozza meg.
• A fotometria ezt a sugárzást az átlagos emberi megfigyelő látására jellemző színképi függvény alapján értékeli.
• A színmérés a színészleléshez kíván objektíven mérhető mennyiségeket rendelni.
• két fényingert felváltva juttatva a szembe, frekvenciát növelve, előbb szűnik meg a színkülönbség észlelet, mint az intenzitás észlelet (10 – 20 Hz-es tartomány)
Villogásos fotométer elvi felépítése
3 6 41
s u g á r z á s m é r õv iz s g á la n d ó s u g á r z á sf o r r á s a
k ö r s z e k t o r
f é n y r e k e s z
m o t o r
m o n o k r o m á t o r
ö s s z e h a s o n lí t ó s u g á r z á sf o r r á s a
m e g f ig y e lõ s z e m e
f é lig á t e r e s z t õt ü k ö r
t ü k ö r
Láthatósági (visibility) függvények
• Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság (Comission Internationale d‘Éclairage, CIE) 1924-ben szabványosította a V(l)-görbét (világosban, fotopos látás)
• 1954-ben a V’(l)-görbét (sötétben, szkotopos látás)
Láthatósági függvények
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
hullámhossz, nm
rel.
érz
ék
en
ysé
g V( V'( )
A fotometria kísérleti alapja
• szimmetria: ha AB, akkor BA; • tranzitivitás: ha AB és BC, akkor AC; • arányosság: ha AB, akkor aAaB; • additivitás: ha AB, CD és (A+C)(B+D), akkor
(A+D)(B+C)
itt A, B stb. fényinger (stimulus): a sugársűrűség és a láthatósági függvény adott hullámhosszon vett értékének szorzata: pl. ALV() , általánosítva a sugárzás teljesítmény-eloszlását írhatjuk: SV().
A fotometria alapjai
• a fenti összefüggések alapján a monokromatikus komponenseket összegezhetjük:
ahol Km = 683 lm/W alapján definiálhatjuk a fényáram egységét a lument. De a fényerősség egysége, a kandela az alapegység.
K’m = 1700 lm/W
Fényáram jele:lm, egysége a lumen.
Fotopos, mezopos, szkotopos fotometria
2
fotoposszkotopos mezopos
-5 -4 -3
lg( cd/m² )
0-2 -1 1 43 5 6
Fotometriai mennyiségek és egységek - 2
• fényerősség a pontszerű fényforrásból adott irányban, infinitezimális térszögben kibocsátott fényáram és a térszög hányadosa:
d
dI v
v
jele: cd, egysége: kandela, 1 cd = 1 lm/sr
A kandela definiciója
• A kandela fényerősség SI egysége: azon
540.1012 Hz frekvenciájú
monokromatikus sugárzást kibocsátó
fényforrás fényerőssége adott irányban,
amelynek sugárerőssége ebben az
irányban 1/683 W/sr.”
A fényáram származtatása a fényerősségből
1 m
1 c d f é n y e r õ s s é g ûp o n t s z e r û f é n y f o r r á s
= 1 s r
1 m
2
Fénysűrűség
• a dA1 felületelemet elhagyó (azon áthaladó vagy arra beeső) és adott irányt tartalmazó d térszögben sugárzott dF fényáramnak, valamint az elemi térszögnek és a felületelem adott irányra merőleges vetülete szorzatának hányadosa:
11
2
cos
AΩL v
v
d
dA1
d2
egysége:cd/m2, jele: Lv
Megvilágítás
• Az adott pontot tartalmazó felületelemre beeső fényáramnak és ennek a felületelemnek a hányadosa
2dd AE v /
egysége: lux, jele:lx; 1 lx = 1 lm/m2
Kontraszt, kontrasztviszony• kontraszt:
ahol– Lt a jel (target)
fénysűrűsége– Lb a háttér
(background) fénysűrűsége
• kontrasztviszony:
b
bt
L
LLc
b
tv L
Lc
Hatásfok, fényhasznosítás
• sugárzási hatásfok, jel: a sugárzó sugárzott és felvett teljesítményének hányadosa
• sugárforrás fényhasznosítása, egysége: lm/Wa kibocsátott fényáram és a sugárzó által felvett teljesítmény hányadosa
• CAD laboratóriumokban és irányító központokban előforduló számítástechnikusi feladat
• útvilágítás• 3 cd/m2 és 10-3 cd/m2 közötti fénysűrűség
tartomány• szem színképi érzékenysége V(l)-tól V’(l)
felé tolódik el.
Szkotopos, mezopos és fotopos tartomány
2
fotoposszkotopos mezopos
-5 -4 -3
lg( cd/m² )
0-2 -1 1 43 5 6
Láthatósági függvények
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
hullámhossz, nm
rel.
érz
ék
en
ysé
g V( V'( )
Fényhasznosítás változása
L, lámpa: cd/m2 Na cd/m2 Hg• Fotopos: 0,05 0,05• Mezopos: 0,028 0,061• Szkotopos:0,01 0,07• Különbség világosság észlelet és
részletfelismerés között!
A szín fogalma
• A „szín” fogalmát kiegészítés nélkül ne használjuk! - inger vagy észlelet– színészlelet - pszichológiai fogalom– színinger - pszichofizikai fogalom– radiometria - fizikai fogalom– fotometria - a színinger egyik dimenziója
Színmérés
• A szín észlelet, agyunkban keletkezik• számszerű leírás: színinger, mely az
– additív színkeverés : monitor– szubtraktív színkeverés: színes film, nyomtató
Színkeverés
Additív szubtraktív színkeverés
Az additív színmegfeleltetés alapkísérlete
ö s s z e h a s o n l í t óf é n y f o r r á s o k
v i z s g á l a n d ó f é n y f o r r á s
i n t e n z i t á s t s z a b á l y o z óf é n y r e k e s z
Additív színingerkeverés
• Additivitás:
Ha
C1R1(R)+G1(G)+B1(B)
C2R2(R)+G2(G)+B2(B)
akkor
CR(R)+G(G)+B(B),
ahol R= R1+ R2, G= G1+ G2, B= B1+ B2,
Additív színingerkeverés
• Proporcionalitás
Ha
C1R1(R)+G1(G)+B1(B)
akkor
aC1aR1(R)+aG1(G)+aB1(B)
Additív színkeverés - Grassmann törvények
• Minden színinger létrehozható 3 egymástól független színinger additív keverékeként. A függetlenség alatt azt értjük, hogy a három színinger közül egyik sem hozható létre a másik kettő additív keverékeként.
• Színegyezés létrehozásához csak a választott alapszíninger a lényeges, a színképi összetétele nem.
• Az egyes színingerek erősségének folyamatos változtatásának hatására az eredő színinger is folyamatosan változik.