Перевести одиниці люмен на кв

Перевести одиниці: Люмен на кв. метр [лм/м²] метр-кандела [м·кд]

Конвертер експозиційного числа (EV) у люкс

Розрахунки ISO=100, C=250. Діапазон EV від -4 до 16. Діапазон люкс від 0,156 до 16384. Детальніше.

Загальні відомості

Освітленість - це світлова величина, яка визначає кількість світла, що потрапляє на певну площу поверхні тіла. Вона залежить від довжини хвилі світла, тому що людське око сприймає яскравість світлових хвиль різної довжини, тобто різного кольору по-різному. Освітленість обчислюють окремо для хвиль різної довжини, тому що люди сприймають світло з довжиною хвилі в 550 нанометрів (зелений), і кольори, що знаходяться поряд у спектрі (жовтий та помаранчевий), як найяскравіші. Світло, що утворюється більш довгими або короткими хвилями (фіолетовий, синій, червоний) сприймається як більш темне. Часто освітленість пов'язують із поняттям яскравості.

Освітленість обернено пропорційна площі, на яку падає світло. Тобто, при освітленні поверхні однією і тією ж лампою, освітленість більшої площі буде меншою, ніж освітленість меншої площі.

Різниця між яскравістю та освітленістю

українською мовою слово «яскравість» має два значення. Яскравість може означати фізичну величину, тобто характеристику тіл, що світяться, рівну відношенню сили світла в певному напрямку до площі проекції поверхні, що світиться на площину, перпендикулярну цьому напрямку. Також вона може визначати більш суб'єктивне поняття про загальну яскравість, яке залежить від багатьох факторів, наприклад особливостей очей того, хто дивиться на це світло, чи кількості світла у навколишньому середовищі. Чим менше світла навколо, тим яскравіше здається джерело світла. Щоб не плутати ці два поняття з освітленістюварто запам'ятати, що:

яскравістьхарактеризує світло,відбитийвід поверхні тіла, що світиться або посилається цією поверхнею;

освітленняхарактеризуєпадаючена освітлювану поверхню світло.

В астрономії яскравість характеризує як випромінюючу (зірки), так і відбиваючу (планети) здатність поверхні небесних тіл та вимірюється за фотометричною шкалою зоряних яскравостей. Причому, чим яскравіша зірка, тим менша величина її фотометричної яскравості. Найяскравіші зірки мають негативну величину зоряної яскравості.

Одиниці виміру

Освітленість найчастіше вимірюють в одиницях СІлюксах. Один люкс дорівнює одному люмен на квадратний метр. Ті, хто воліють метричні одиниці імперські, використовують для вимірювання освітленостіфут-канделу. Часто її застосовують у фотографії та кіно, а також у деяких інших областях. Фут у назві використовується тому, що одна фут-кандела позначає освітленість однією канделою поверхні один квадратний фут, яку вимірюють на відстані одного фута (трохи більше 30 см).

Фотометр – це пристрій, який вимірює освітленість. Зазвичай світло надходить на фотодетектор, перетворюється на електричний сигнал і вимірюється. Іноді зустрічаються фотометри, які працюють за іншим принципом. Більшість фотометрів показують інформацію про освітленість у люксах, хоча іноді використовуються й інші одиниці. Фотометри, звані експонометрами, допомагають фотографам та операторам визначити витримку та діафрагму. Крім цього фотометри використовують для визначення безпечної освітленості на робочому місці, в рослинництві, в музеях та в багатьох інших галузях, де необхідно знати та підтримувати певну освітленість.

Освітленість та безпека на робочому місці

Робота у темному приміщенні загрожує погіршенням зору, депресією та іншими фізіологічними та психологічними проблемами. Саме тому багато правил охорони праці включають вимоги щодо мінімальної безпечної освітленості робочого місця. Вимірювання зазвичай проводять фотометром, який видає кінцевий результат залежно від площі поширення світла. Це необхідно для того, щоб забезпечити достатню освітленість у всьому приміщенні.

У більшості сучасних камер є вбудовані експонометри, які спрощують роботу фотографа чи оператора. Експонометр необхідний для того, щоб фотограф або оператор могли визначити, скільки світла потрібно пропустити на плівку або фотоматрицю в залежності від освітленості об'єкта, що знімається. Освітленість у люксах перетворюється експонометром у можливі комбінації витримки та діафрагми, які потім вибираються вручну або автоматично, залежно від того, як налаштована камера. Зазвичай пропоновані комбінації залежать від налаштувань камери, а також від того, що фотограф або оператор хоче зобразити. У студії та на знімальному майданчику часто використовують зовнішній або вбудований в камеру експонометр, щоб визначити, чи достатньо освітлення забезпечують джерела світла, що використовуються.

Камери, призначені для зйомки в умовах слабкого освітлення

Існує два основні види фотоматриць – на приладах із зарядовим зв'язком (ПЗЗ) та виконані на основі КМОП-технології (комплементарний металооксидний напівпровідник). У першому зазвичай встановлено датчик, який надходить світло, і процесор, який обробляє зображення. У КМОП-матрицях датчик та процесор зазвичай об'єднані. В умовах недостатнього освітлення камери з ПЗЗ-матрицями зазвичай дають зображення кращої якості, а переваги КМОП-матриць у тому, щовони дешевші і споживають менше енергії.

На даний момент будь-яка камера, навіть розрахована на роботу в умовах низького освітлення, може давати картинку низької якості з високою зернистістю і післясвітленням. Щоб вирішити деякі з цих проблем, можна зробити наступні кроки:

  • Знімати на штативі;
  • Працювати у ручному режимі;
  • Не використовувати режим змінної фокусної відстані, а замість цього перенести камеру якомога ближче до об'єкта зйомки;
  • Не використовувати автоматичне фокусування та автоматичний вибір ISO – при більшій величині ISO збільшується шум;
  • Знімати з витримкою 1/30;
  • Використовувати розсіяне світло;
  • Якщо немає можливості встановити додаткове освітлення, то використовувати все можливе світло навколо, наприклад, вуличні ліхтарі та місячне світло.

Незважаючи на відсутність стандартизації про чутливість камер до освітленості, для нічної зйомки все одно краще вибрати камеру, на якій вказано, що вона працює при 2 люксах або нижче. Також слід пам'ятати, що навіть якщо камера дійсно добре знімає в темних умовах, її чутливість до освітленості, вказана в люксах, - чутливість до світла, спрямованого на об'єкт, але камера насправді отримує світло, що відображається від об'єкта. При відображенні частина світла розсіюється, і що далі камера від об'єкта, то менше світла потрапляє в об'єктив, що погіршує якість зйомки.

Експозиційне число

Декілька комбінацій витримки і діафрагми в камері при тому самому експозиційному числі дозволяють отримати приблизно однакове за щільністю зображення. Однак зображення будуть різними. Це з тим, що з різних значеннях діафрагми глибина різко зображуваного простору будерізної; при різних значеннях витримки зображення на плівці або матриці буде знаходитися різний час, внаслідок чого воно буде різною мірою змащене або зовсім не змащене. Наприклад, поєднання f/22 - 1/30 і f/2.8 - 1/2000 характеризуються одним і тим же експозиційним числом, але перше зображення буде мати велику глибину різкості і може виявитися змащеним, а друге матиме малу глибину різкості і, цілком можливо , зовсім не буде змащеним.

Більші значення EV використовуються, якщо об'єкт зйомки краще освітлений. Наприклад, експозиційне число (при світлочутливості ISO 100) EV100 = 13 можна використовувати для зйомки ландшафту, якщо на небі є хмарність, а EV100 = –4 підходить для зйомки яскравого полярного сяйва.

    де
  • N- діафрагмове число (наприклад: 2; 2,8; 4; 5,6, і т. д.)
  • t— витримка в секундах (наприклад: 30, 4, 2, 1, 1/2, 1/4, 1/30, 1/100 тощо)

Наприклад, для комбінації f/2 та 1/30, експозиційне число

EV = log2(2 2 /(1/30)) = log2(2 2 × 30) = 6.9 ≈ 7.

Це число може бути використане для зйомки нічних сцен та освітлених вітрин. Комбінація f/5.6 з витримкою 1/250 дає експозиційне число

EV = log2 (5.6 2 /(1/250)) = log2 (5.6 2 × 250) = log2 (7840) = 12.93 ≈ 13,

яке можна використовувати для зйомки пейзажу з хмарним небом та без тіней.

Слід зазначити, що аргумент логарифмічної функції має бути безрозмірним. У визначенні експозиційного числа EV ігнорується розмірність знаменника у формулі (1) та використовується лише чисельне значення витримки за секунди.

Взаємозв'язок експозиційного числа з яскравістю та освітленістю об'єкта зйомки

Визначення експозиції яскравості світла, відображеного від об'єкта зйомки

При використанні експонометрів або люксметрів, що вимірюють відбите від об'єкта зйомки світло, витримка та діафрагма пов'язані з яскравістю об'єкта зйомки наступним співвідношенням:

  • N- діафрагмове число;
  • t- Витримка в секундах;
  • L- усереднена яскравість сцени в канделах на квадратний метр (кд/м2);
  • S- арифметичне значення світлочутливості (100, 200, 400, і т. д.);
  • K- калібрувальний коефіцієнт експонометра або люксметра для відбитого світла; Canon та Nikon використовують K = 12.5.

З рівнянь (1) та (2) отримуємо експозиційне число

ПриK= 12,5 та ISO 100, маємо наступне рівняння для яскравості:

L= 2 EV /8 = 2 EV /2 3 = 2 EV-3.

Ця формула використовується в конвертері для перетворення експозиційного числа кд/м² і навпаки.

Визначення експозиції за освітленістю об'єкта зйомки (падаюче світло)

При використанні експонометрів або люксметрів, що вимірюють світло, що випадає на об'єкт, витримка і діафрагма пов'язані з освітленістю об'єкта зйомки наступним співвідношенням:

  • N- діафрагмове число;
  • t- Витримка в секундах;
  • E- усереднена освітленість сцени, виміряна в люксах;
  • S- арифметичне значення світлочутливості (100, 200, 400, і т. д.);
  • C- калібрувальний коефіцієнт експонометра або люксметра для відбитого світла; зазвичай використовується C = 250.

При C = 250 and ISO 100 отримуємо наступну залежність експозиційного числа від освітленості об'єкта зйомки:

Ця формула використовується в конвертері освітленості для перетворення експозиційного числа на люкси і навпаки.

Слід зазначити, що якщо подивитися на таблицю відповідності експозиційних чисел та яскравості (для ISO 100 та K = 12.5) та освітленості (для ISO 100 та C = 250) об'єкта зйомки, можна подумати, що вона допускає пряме перетворення кд/м² у люкси та навпаки. Однак це не так, оскільки в люксах вимірюється освітленість, тобто кількість світла, що падає на поверхню, тоді як кандели на кв. метр використовуються для вимірювання яскравості об'єкта, тобто відбитого від поверхні об'єкта світла. Кількість відбитого світла, тобто яскравість об'єкта, визначається властивостями поверхні об'єкта та її текстурою. Наприклад, поверхня, покрита чорним оксамитом, може бути освітлена дуже яскравим джерелом світла, але мати дуже низьку яскравість. У той же час, білий автомобіль з глянсовою поверхнею може мати більшу, ніж чорний оксамит, яскравість при слабкому освітленні. Фотографи знають, як важко зняти модель у чорній оксамитовій сукні на фоні білого автомобіля та навпаки, модель у білій весільній сукні на фоні чорного автомобіля.