Parlaklık ve aydınlık arasındaki fark nedir?

Bu konuda ne kadar çok okursam o kadar şaşkın olurum. Aydınlık , anladığım kadarıyla, lüks olarak ölçülür , bir yüzeydeki ışığın algılanan parlaklığıdır. Bir olay ışığı sensörü ile ölçtüğünüz şey budur. O halde parlaklık , o yüzeye bakarken ne kadar yansıyan ışığı algılayacağınızdır. Bir kameradaki ışık ölçerin ölçtüğü şey budur. Şimdiye kadar doğru muyum?

Her iki durumda da, "algılanan" kelimesi önemlidir, çünkü ölçekler, dalga boylarını insan gözünün belirli hassasiyetlerine eşlemek için bir parlaklık fonksiyonu kullanılarak ağırlıklandırılır . Bununla birlikte, aydınlanma durumunda, sadece gözünüz söz konusu yüzey olduğunda gerçek bir algı vardır .

Temelde bunu kavrayabilirim, ama sonra "aile oturma odası: 50 lüks" gibi şeyler söyleyerek çizelgelere rastlıyorum. Bekle bekle! Bu gerçekten bir evde tipik ışıklar o parlak, yoksa sadece şaşkın ve yanlış olduğu veya olduğumu anlamına mı ben şaşkın ve yanlış?

Doğrudan ışık kaynaklarının fotoğraflarını çekmiyorsanız, olay ışığı ölçer okuması fotoğrafçılığa neden hiç yardımcı olmaz? Film veya sensör tarafından kaydedilen yansıyan ışık genellikle fotoğrafı yapan şeydir. Peki, eğer bir ışık ölçer varsa, bu okuma kamera ayarlarımla nasıl anlamlı bir ilişki kurar?

Gelen ışık metre yana olan satılan ve kullanılan bu olması gerektiğini ima bazı faydalı dönüşüm. Ama beynim burada patlıyor. Google bana 1 lümen 1 kandelaya eşittir, bu nedenle 1 lümen / m² (yani 1 lüks) 1 kandela / m2'ye (yani 1 nit) eşit olmalıdır. Ama açıkça bir şey eksik. "Steradian" diye bir şey var. Koniler söz konusudur. Bunu daha önce hiç duymamıştım; nasıl sığar? LED ev aydınlatmasının kullanışlılığını hesaplarken nasıl belirlenebileceğini görebilirim, ancak bir fotoğraf için kaybım var.

Beynimin bir kısmı (son paragraftan patladı), bunu TTL ve bir olay ölçer ile flaş ölçümü arasındaki farkla ilişkilendirmeye çalışıyor. Ancak olay ölçer, sahnedeki nesnelerin yansıtma özelliklerini bilmeden nasıl çalışabilir? Olay ışığı ölçer lux → EV standardındaki "C" nin hepsi bu mudur? Sadece ortalama-bu-muhtemelen-işe yarayacak bir değer mi, yoksa bundan daha fazlası var mı? Ve sadece bir ortalama ise, ortalama dışı sahneleri telafi etmek için hangi bilgi gereklidir? ( K sabitinde ve yansıtıcı ölçümlü% 18 gri renkte olduğu gibi, fotoğrafçının sahnenin ölçüm cihazının ortalamasından daha parlak veya daha koyu hale getirilip getirilmeyeceğini kararlaştırdığı yer.)

Evet, çok karışıklık var. Kısacası:

• Fark ne?
• Kişi anlamlı bir şekilde ikisi arasında geçiş yapabilir mi?
• Aydınlatma / olay ışığı ölçümleri fotoğraf için ne zaman ve nasıl faydalıdır?

Güncelleme: Stan'in cevabını, ne zaman ve ne kadar iyi olduğunun üçüncü noktasını kapsayan takdir ediyorum. Ve sanırım yukarıda açıklandığı gibi temel noktayı anladım. Ancak dönüşüm meselesini de kapsayan matematiksel soyut ve fotoğraf için pratik olan bazı cevapları takdir ediyorum. Ve neden ve nasıl daha fazla umursamıyorum.

Stan'in cevabı, ölçümü pratik bir açıdan açıklamakta mükemmeldir. Ayrıca, özellikle steradianlar ve Lux'tan EV'ye dönüşüm hakkında özelliklerin ne olduğunu soruyorsunuz . Bağladığınız Wikipedia makalelerini ve oradan birkaç çocuk bağlantısını kullanarak, birkaç şeyi açıklayabileceğime ve gerisini ekstrapolasyona bırakabileceğime inanıyorum.

İlk önce steradyalılar . Garip terim ve garip kavram, ancak gerçekten ne olduğunu anladıktan sonra, işler daha anlamlı olmaya başlar. Geri adım atmak için önce radyanlardan bahsedelim . Bir radyan, basitçe aşağıdakileri ifade eden açısal bir ölçüdür:

Bir radyan , bir dairenin yarıçapına eşit uzunlukta bir yaydır.

Bir radyan iki boyutlu düzlemde ölçülür. Bir steradian bir radyana benzer, sadece üç boyutta ölçülür. Bir steradian tanımı şu şekildedir:

Bir steradian , kürenin yüzeyinde, alanı kürenin yarıçapının karesine eşit olan dairesel bir yamadır .

Bir steradian, 2B uzamış bir açının üç boyutlu uzaya veya katı açı olarak adlandırılan tuhaf bir "projeksiyonudur" . 2B açının kürenin yüzeyi ile kesişimi dairesel bir yamayla kesişir (kendisi radyan ark tarafından ikiye bölünür). Bunun için başka bir terim kare radyan . Bir steradianı temsil eden katı açı şu şekilde hesaplanır:

θ = A/r^2

Şaşırtıcı bir şekilde, sadece r ² / r ² veya radyan gibi bir steradian, kürenin yüzeyindeki kürenin yarıçapına göre sabit bir alanı tanımlayan birimsiz bir spesifikasyon yapan m ² * m ^-2 birimlerine sahiptir. .

Bir küre ile ilgili bir steradian tanımını tamamlamak için:

Tüm kürenin katı açısı 4π sr'ye eşdeğerdir.

Birisi buna başka bir şekilde bakabilir:

Kürenin yüzey alanı 4π sr birimine sahiptir.

Şimdi bir steradian tanımı ortadan kalktığına göre, bir lümenin bir kandela ile ilişkisini daha iyi anlayabiliriz . Bağlantılı wikipedia makalesine göre:

1 lm = 1 cd sr

Veya, bir lümen bir kandela steradiana eşittir . Bir kandela steradian, yukarıdaki tartışmadan bildiğimiz gibi, o kürenin yarıçapının karesine eşit bir küre üzerindeki dairesel bir yamanın alanı olan bir steradiandan yayılan ışığın ışık gücüdür.

Tartışmaya bir ışık kaynağı getirirsek, işleri daha gerçekçi hale getirmek için, bu aşağıdakine dönüşür. 1.5 "yarıçaplı, 1 lümen metrede bir ampulümüz olduğu varsayılarak, bu ampulün yüzeyinde 1,5" ² (toplam 2,25 "alan) herhangi bir alandan 1 cd yayan olarak tanımlanabilir .

Dolu ampul aslında tüm açılardan toplam 1 cd 4π sr veya toplam 12.57 lm yayar. Işık ölçer, 12,57 lm ölçmeyecektir, çünkü ampulün tüm açılarını değil, yalnızca bir açıdan ampulü ölçmektedir. Işık ölçerinizin kabaca bir steradiana duyarlı olduğunu varsayarsak, 1 lümeni ölçer.

Uzak sorular?

S: Neden 1 lümeni neden sadece 1 kandela yerine 1 kandela steradian ile eşitleyelim?

C: Cevap geometridir . Bir kandelayı tanımlamak, bize bir miktar ışık söylemede yararlıdır, ancak konsantrasyonu veya emisyonun şekli ve boyutu olması gerekmez. Steradianları karışıma getirmenin amacı, bir ışık lümeni yayan ışık kaynağına belirli bir geometrik şekil ve alan içermesidir.

Yüksek yoğunluklu bir ışık kaynağına sahip olduğunuzda daha önemli hale gelir. Örneğin, düşük güçlü bir lazer pointer (miliwatt) 250.000 w / sr'ye eşit olabilir. Şimdi 120.000 w / sr'de bir gözün yoğunluk yeteneklerini düşündüğünüzde bu önemsiz hale geliyor - anlıyor musunuz? Oh bekle, görmeyeceksin!

Vikipedi göre, bir lüks metrekare başına lümen ölçümüdür. Birim terimlerle, bir lm bir cd sr'ye eşit olduğundan , o zaman:

1 lux = 1 cd sr/m^2

Doğru anlarsam, 1 lux olarak okunabilir, ölçülen yüzeye doğru 1 cd sr ışık gücü yayan bir metre yarıçaplı bir ışık kaynağı tarafından aydınlatılan bir yüzeyde alınan ışık miktarına eşdeğerdir.

Lux'un EV'ye dönüşümü, sabit bir C içeren oldukça basittir. Özellikle C'nin nasıl türetildiğini söyleyemem, ancak 250 "ortak" değerinin doğru olduğunu varsayarsak, lux'ten dönüştürmek için basit bir formül için EV olacaktır:

EV = log ₂ (E * S) / C

S, sensör ISO'su ve E, lüksdeki aydınlıktır. Bir sahnenin 1 lüks ile aydınlatıldığını ve ISO'muzun 100 olduğunu varsayarsak, (uzun el, ortak bir hesap makinesinde hesaplama için temel on logaritmaya çevrilir):

EV = log ₂ (1 * 100) / 250
EV = log ₂ 100/250
EV = log ₂ 0,4
EV = log ₁₀ 0,4 / log ₁₀ 2
EV = -0,398 / 0,301
EV = -1,322

Bununla birlikte, oldukça düşük bir maruz kalma değeri, 1 lux tarafından sağlanan ölçülü aydınlatma için beklenecektir. Diğer yöne gitmek ve belirli bir EV'yi desteklemek için ne kadar aydınlatmaya ihtiyacınız olduğunu anlamak için EV ve E (uzun el) arasındaki dönüşümü yeniden düzenleyebiliriz:

EV = log ₂ (E s) / C
2 ^EV = 2 ^{log ₂ (E} s) / C
2 ^EV = E x S / C
2 ^EV * C / S = S * S / C * C / S
2 ^EV * C / S = E
E = 2 ^EV * 250/100

Bu hesaplama için güzel basit formülü için bize getiriyor lux dan EV (ISO 100 olduğunda):

E = 2 ^EV * 2,5

Hedef EV 1 ise, lüksü şu şekilde hesaplarız:

E = 2 ¹ * 2,5
E = 2 * 2,5
E = 5

Bir EV pozlaması için tam olarak 5 lux aydınlatma veya 5 cd sr / m ^ 2 veya 5 lm / m ^ 2 gerekir.

Uzak sorular?

S: Bir kişi, lümenleri ölçmek yerine neden lm / m ^ 2 olan lüks ölçmek isteyebilir?

YANIT: Cevap, bir birimin veya daha spesifik olarak bir insanın kolayca tanıyabileceği alan birimleri olacaktır. Bir kandela steradian bize miktar ve geometriyi anlatmakta faydalıdır, ancak bir steradi birimsizdir. Tamamen geometriyi tanımlar, ancak belirli bir alan belirtmez. Bir steradian, kürenin gerçek yarıçapına bakılmaksızın bir steradiandır. Bununla birlikte, metre kare başına bir kandela steradian, 1 luk luk aslın gerçekte ne kadar ışık olduğunu tam olarak anlayabileceğimiz kadar birim özgüllük getirir (ki bu açıkçası çok fazla değildir).

Sorun alanı neredeyse sabitlenmiş. Olay ışığı ölçümü, karakteristik yansıtıcılığından vb. Bağımsız olarak nesneye düşenleri ölçer; yansıyan ışık ölçümü ise olay ışığının özelliklerinden bağımsız olarak özneden yansıyanları ölçer. İşaret ettiğiniz gibi kameradaki kayıt ortamı, özneden neyin yansıtıldığını (veya görüntüye bir ışık kaynağı eklenirse, neyi ilettiğini) kaydeder. Hangi tür ölçüm kullanılırsa kullanılsın, oyunun amacı özneden gelen ışığı görüntü için uygun şekilde kaydetmektir.

İster kamera içi ölçüm cihazı ister ayrı bir el tipi spot veya ortalama ölçüm cihazı olsun, yansıyan bir ışık ölçerle neler olup bittiğini resmetmek kolaydır. Olay ışığı ölçümünün resimlenmesi biraz daha zordur.

Çoğu olay ışık ölçümü kubbe tipi invercone ile yapılır . Esasen, ışığa duyarlı eleman üzerinde ışığı 180 dereceden (her yönden eksenden 90 derece uzakta) kabul eden ve bu ışığın yüzde 18'ini ışığa duyarlı elemana ileten yarı küresel bir difüzörünüz vardır. (Öğe genellikle yansıyan bir ışık ölçer olarak da kullanılabilir, bazen sayaç için aksesuar gerektirir.) Işık kaynaklarını ayrı ayrı ölçebilir, kubbeyi tek tek kaynaklardan gölgeleyerek veya kaynakları seçerek açıp kapatabilirsiniz. aydınlatma oranlarını (konu üzerinde vurgulanacak alanlar ve gölgeler arasındaki aydınlatma farkı) belirlemek için).

Çalışma yöntemi farklı olmakla birlikte, başardığınız şey konu konumuna gri bir kart yerleştirmek, konuya teğet olmak ve o gri kartın bir spot metre okumasını konuşmakla neredeyse aynıdır. Konu hakkında hiçbir şey söylemez - ama bu iyi bir şey olabilir. Ölçümünüz özneye bağlıysa, öznenin yansıtıcılığının ne olduğunu bilmeniz gerekir (veya Bölge Sistemi terminolojisinde, öznenin pozlama ölçeğine nereye yerleştirileceği). Bu bilgi olmadan, sadece sayaç okumasını kullanarak konu hakkındaki gerçeği söyleyemezsiniz - tüm tonaliteleri mükemmel bir şekilde yakalayabilirsiniz, ancak bu demek olabilir ki, gerçekten yakalamaya çalıştığın tek şeyi aşırı açığa vurmak.

Bu yüzden olay ve yansıyan ışık ölçümü arasında böyle bir ayrım var. Stüdyoda en sık kullanılan ışık ölçümünü, ancak genellikle konum portresi veya moda / ürün çalışmalarında da göreceksiniz. Görüntüde genellikle kesinlikle vurulması gereken bir şey vardır ve bu en iyi şekilde ölçüm sırasında denklemin dışında bırakılarak, daha sonra gerçek yansıma ve renk özelliklerinin sensör üzerinde olabileceği yere düşmesiyle sağlanır. Sahnenin geri kalanı atmosferiktir - onlarla kalbinizin içeriğine oynayabilirsiniz ve konu doğru şekilde aydınlatıldığı ve pozlandığı sürece resim olmasını istediğiniz şey olacaktır.

Daha az kontrollü ortamlarda çalışmak, özellikle manzara gibi şeyler çekerken, genel olarak "gerçeği" için fazla endişelenmeden hepsini (konuşmak için) almak istersiniz. Bu durumlarda, "hakikat" daha özneldir ve hakikat versiyonunuzu destekleyen verileri toplamak istiyorsunuz. Bu, acı verici bir şekilde parlak bir Bölge VII vatandaşını vurgulamak veya mürekkep siyahlığını, sizin için önemli olan ayrıntıyı korumak için zar zor koyu bir alt orta tona zorlamak anlamına gelebilir. Ama dünyanın versiyonunda şeylerin nereye gittiğini bilmek zorundasın. Ya da kameranın sahne tanıma algoritmalarının sizin için bu belirlemeyi yapmasına izin verebilirsiniz.

Her iki durumda da, sayaç sadece başlangıç ​​noktasıdır. Sizi basketbol sahasına götürür, o zaman deneyiminiz ve vizyonunuz öznel gereksinimlerinizi karşılamak için nesnel gerçekliği ayarlamanıza izin verir.