Наша методика тестирования экранов смартфонов и планшетов состоит из четырёх сравнительно несложных тестов:

  • Измерение максимальной яркости чёрного и белого полей, а также вычисление контрастности по полученным значениям;
  • Определение цветового охвата и точки белого;
  • Измерение цветовой температуры;
  • Измерение гаммы дисплея по трём основным цветам (красный, зелёный, синий) и по серому цвету.

Результаты каждого из этих тестов характеризуют отдельные особенности экрана, поэтому при окончательной оценке качества дисплея стоит воспринимать все четыре теста сразу, а не какой-либо из них в отдельности.

Для определения каждого параметра используется колориметр X-Rite i1Display Pro и программный комплекс Argyll CMS. В этом материале мы расскажем про каждый тест, а также объясним, как читать и понимать полученные нами графики. Итак, поехали!

⇡ Определение максимальной яркости чёрного и белого полей, а также вычисление статической контрастности

На первый взгляд, этот тест кажется самым простым. Для того чтобы измерить яркость белого цвета, мы выводим на экран абсолютно белую картинку и измеряем яркость при помощи колориметра — полученное значение и будет называться яркостью белого поля. А для того чтобы измерить яркость чёрного, мы проделываем то же самое с абсолютно чёрной картинкой. Яркость белого и чёрного полей измеряется в кд/м 2 (канделах на квадратный метр). Контрастность узнаётся и того проще: поделив яркость белого поля на яркость чёрного, мы получаем искомое значение. Величина статической контрастности у практически идеального экрана смартфона или планшета составляет 1000:1, хотя результаты 700:1 и выше можно также назвать отличными.

К сожалению, простым этот тест можно назвать только с виду. В последние годы производители смартфонов пошли по тому же пути, что и производители телевизоров: они стали добавлять различные «улучшайзеры» изображения в прошивку аппаратов. Это не удивительно, а скорее закономерно, потому что почти все крупнейшие производители смартфонов занимаются разработкой телевизоров и/или мониторов.

В случае жидкокристаллических дисплеев (с OLED все ровно наоборот) эти «улучшайзеры» работают, как правило, следующим образом: чем меньше на дисплее светлых точек, тем ниже яркость подсветки. Сделано это, во-первых, для того, чтобы обеспечить большую глубину чёрного на тех изображениях, в которых много этого цвета. А во-вторых, чтобы не тратить зря электроэнергию: если изображение в основном тё мное, нет смысла светить подсветкой на полную катушку — логично её приглушить.

Проблема в том, что реальная контрастность от этого не повышается: при использовании «улучшайзера» светлые участки на тё мном изображении тоже станут чуточку темнее, так что соотношение яркости белого и чё рного в лучшем случае останется таким же, как и при полной подсветке. То есть если на дисплее, оснащё нном динамической оптимизацией подсветки, измерить светимости белого и чё рного полей, как описано выше, а потом просто поделить одно на другое, то получится не настоящее значение контрастности, а довольно абстрактная цифра. Чаще всего — очень заманчивая (вроде 1500:1), но не имеющая ничего общего с реальной контрастностью.

Для того чтобы обойти эту проблему, мы отказались от картинок, полностью залитых чёрным или белым цветом в пользу изображения, состоящего на 50% из белого и на 50% из чё рного. Таких картинок у нас две (50-50 и 50-50-2 на рисунке ниже), соответственно, мы измеряем значения светимости белого и чё рного полей как в верхней, так и в нижней частях дисплея — а вычисленные после деления этих чисел значения контрастности усредняем.

Полный набор тестовых изображений для измерения характеристик LCD-дисплеев

Оптимизация вносит изрядную погрешность в том числе и в измерение других параметров экрана — цветовой температуры и гамм. Поэтому для получения более корректных результатов мы и для этих тестов используем не полностью залитые цветом картинки, а квадраты, занимающие около 50% от площади экрана. Фон при этом заливается белым или чёрным цветом, чтобы соотношение светлых и тёмных точек на дисплее было более равномерным для всех тестовых изображений и динамическая подстройка подсветки вносила минимальные искажения в результаты.

Такой подход позволяет повысить реалистичность полученных значений контрастности и прочих параметров дисплея.

⇡ Измерение цветового охвата

Наш глаз способен воспринимать огромное количество цветов, тонов, полутонов и оттенков. Вот только самые современные дисплеи мобильных устройств — как и их «большие братья», экраны телевизоров и мониторов — пока ещё не способны воспроизвести всё это буйство цвета. Цветовой охват любого современного дисплея очень сильно уступает части спектра, видимой человеческим глазом.

На графике ниже представлен примерный диапазон видимой (оптической) области спектра, или «цветового охвата человеческого глаза». Белым треугольником на нём выделено цветовое пространство sRGB, которое было определено компаниями Microsoft и HP в не очень далёком 1996 году как стандартное цветовое пространство для всего компьютерного оборудования, предполагающего работу с цветом: мониторов, принтеров и так далее.

По сравнению со всей оптической областью спектра цветовой охват sRGB не так уж и велик. А уж по сравнению с полным спектром электромагнитного излучения (не показанном на графике) — и вовсе песчинка в песочнице

Если честно, в работе с цветом всё далеко не просто, крайне запутанно и не так хорошо стандартизировано, как того хотелось бы. Однако, пусть и с изрядной долей условности, можно сказать, что большая часть цифровых изображений рассчитана на использование цветового пространства sRGB.

Из этого есть такое следствие: в идеальном случае цветовой охват дисплея должен совпадать с цветовым пространством sRGB. Тогда вы будете видеть изображения именно такими, какими их задумали их создатели. Если цветовой охват дисплея меньше, то цвета теряют насыщенность. Если больше — то становятся более насыщенными, чем нужно. «Мультяшная» картинка с перенасыщенными цветами, как правило, выглядит наряднее, но это не всегда уместно.

Хорошими значениями цветового охвата можно считать показатели от 90 до 110% sRGB. Дисплеи, цветовой охват которых уже 90%, выдают слишком блеклую картинку. Экраны с более широким цветовым охватом могут ощутимо перенасыщать цвета и делать картинку излишне красочной.

Не очень удачными следует считать и такие настройки дисплея, когда треугольник цветового охвата по площади близок к sRGB, но сильно искажён: это означает, что, вместо предусмотренного стандартом цвета, на дисплее вы увидите какой-то существенно отличающийся от него цвет. Например, оливковый вместо зелёного или морковный вместо насыщенного красного.

Набор изображений для определения цветового охвата

Также во время измерения цветового охвата мы находим координаты точки белого и указываем её на графике. Более подробно о ней мы поговорим в следующем разделе.

⇡ Определение цветовой температуры

Идеальная цветовая температура белого цвета составляет 6500 кельвин. Это связано с тем, что именно такой цветовой температурой характеризуется солнечный свет. То есть такой белый цвет является наиболее естественным и привычным человеческому глазу. Более «тёплые» оттенки белого имеют температуру ниже 6500 К, например 6000 К. Более «холодные» — выше, то есть 8000 или 10000 К и так далее.

Отклонения как в ту, так и в другую сторону, в принципе, нежелательны. При меньшей цветовой температуре изображение на экране устройства приобретает красноватый или желтоватый оттенок. При более высокой — уходит в голубые и синие тона. Также следует иметь в виду, что точка белого у дисплея может в принципе не попадать на кривую Планка, определяющую именно белый цвет. На таком дисплее белый имеет совсем уж нежелательный зеленоватый (очень характерный недостаток ранних AMOLED-дисплеев) или пурпурный оттенок.

В идеале для всех градаций серого — которые по сути представляют собой тот же белый цвет, но меньшей яркости, — цветовая температура и координаты цвета должны быть одинаковыми. Если они отличаются в незначительных пределах, то ничего страшного в этом нет. Если же они резко меняются от градации к градации, то на таком дисплее разные участки чёрно-белых изображений приобретают разный оттенок и в целом получаются слегка «радужными». Это не очень хорошо.

Тестовые изображения, используемые для измерения цветовой температуры

Мы измеряем цветовую температуру для градаций 10, 20, 30 ... 100% от полностью белого цвета. В результате появляется график следующего вида:

⇡ Измерение гаммы дисплея по трём основным цветам (красный, зелёный, синий) и по серому цвету

Если не вдаваться в глубокую теорию, то графиками гамма-кривых можно назвать отношение входящего сигнала к измеренному сигналу, отображаемому монитором.

Набор изображений для измерения гаммы

К сожалению, идеальных дисплеев не существует, поэтому любой цвет на экране отображается с погрешностью, которую вносит ЖК-матрица. Именно эту погрешность мы и будем измерять. Для того чтобы наши измерения не оказались «сферическими в вакууме», на всех графиках гамма-кривых присутствует эталонная кривая, нарисованная чёрным цветом. За эталон принята гамма 2,2, которая используется в цветовых пространствах sRGB, Adobe RGB.

На примерах графиков видно, что полученные нами кривые далеко не всегда совпадают с эталонными. Если гамма-кривая проходит ниже эталонной, то это значит, что полутона на таком дисплее недосвечиваются, выглядят темнее нужного. При этом особенно могут страдать тёмные участки изображения — детали в них теряются. Если кривая идет выше эталонной — то полутона пересвечиваются и теряются уже детали в светлых частях изображения.

Также встречаются гамма-кривые s-образной и z-образной формы. В первом случае изображение получается более контрастным, при этом детали теряются как в светлых частях, так и в тёмных. Во втором случае — наоборот, контрастность занижается, хоть и с выгодой для детальности. Все случаи несоответствия гамм по-своему плохи, так как из-за них картинка на экране получается изменённой по сравнению с оригиналом.

⇡ Выводы

Для того чтобы отличить хороший экран от плохого, надо смотреть на все диаграммы и графики сразу, одной или пары здесь недостаточно.

С яркостью белого всё просто — чем она больше, чем ярче будет дисплей. Яркость на уровне в 250 кд/м 2 можно считать нормальной, а все значения выше — хорошими. С яркостью чёрного дела обстоят наоборот: чем она ниже, тем лучше. Что же касается контрастности, то про неё можно сказать почти то же, что и про яркость белого: чем выше величина статической контрастности, тем лучше дисплей. Значения около 700:1 можно считать хорошими, а около 1000:1 — и вовсе великолепными. Отметим, что у AMOLED- и OLED-экранов чёрный почти не светится — наш прибор просто не позволяет измерить столь малые значения. Соответственно, мы считаем их контрастность почти бесконечной, а на деле — если вооружиться более точным прибором — можно получить значения вроде 100 000 000:1.

С цветовым охватом дела обстоят немного сложнее. Принцип «чем больше — тем лучше» здесь уже не действует. Следует ориентироваться на то, насколько хорошо совпадает треугольник цветового охвата с цветовым пространством sRGB. Полностью идеальные в этом смысле дисплеи практически не встречаются в мобильных устройствах. Оптимумом же можно считать такой охват, который занимает от 90 до 110% sRGB, при этом очень желательно, чтобы форма треугольника была близка к sRGB. Также на графике цветового охвата стоит посмотреть на расположение точки белого. Чем она ближе к эталонной точке D65, тем лучше баланс белого у дисплея.

Ещё одной мерой баланса белого является цветовая температура. У отличного монитора она составляет 6 500 К у насыщенного белого цвета и почти не изменяется на разных оттенках серого. Если температура ниже, то экран будет «желтить» изображение. Если выше — то «синить».

С гамма-кривыми всё ещё проще: чем ближе измеренная кривая к эталонной, которую мы на графиках рисуем чёрным, тем меньше погрешностей в изображение вносит матрица дисплея. Мы прекрасно понимаем, что всё это так сходу запомнить непросто. Поэтому мы будем ссылаться на данный материал в будущих обзорах. Так что информация о том, как следует читать приводимые нами графики, всегда будет у вас под рукой.

КАНДЕЛА НА КВАДРАТНЫЙ МЕТР

КАНДЕЛА НА КВАДРАТНЫЙ МЕТР

(кд/м2, cd/m2), единица СИ яркости; равна яркости светящейся плоской поверхности площадью 1 м2 в перпендикулярном к ней направлении при силе света 1 кд. 1 кд/м2=10-4 = p 10-4 . Прежнее наименование ед.- .

Физический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1983 .


Смотреть что такое "КАНДЕЛА НА КВАДРАТНЫЙ МЕТР" в других словарях:

    кандела на квадратный метр

    - (Systeme International d Unites), система единиц физ. величин, принятая 11 й Генеральной конференцией по мерам и весам (1960). Сокр. обозначение системы SI (в рус. транскрипции СИ). М. с. е. разработана с целью замены сложной совокупности систем… … Физическая энциклопедия

    Важнейшие единицы лучистых и световых величин оптического излучения - Величина Наименование Размерность Обозначения Содержит единиц СИ русское международное Длина волны метр L М m Длительность периода (период) секунда Т с (сек.) s Скорость распространения электромагнитных волн (скорость света) метр в секунду … Ветеринарный энциклопедический словарь

    - | | Единица | | … … Энциклопедический словарь

    яркость - 3.1 яркость: Поток, посылаемый в данном направлении единицей видимой поверхности в единичном телесном угле; отношение силы света в данном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную к данному направлению … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    Характеристика светящихся тел, равная отношению силы света в каком либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную к этому направлению. Единица Я. в СИ кандела на квадратный метр (кд/м2) … Астрономический словарь

    ЯРКОСТЬ - характеристика светящихся тел, равная отношению силы света в каком л. направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению. Единица Я. в СИ кандела на квадратный метр (кд/м2) … Российская энциклопедия по охране труда

    Candela pro Quadratmeter - kandela kvadratiniam metrui statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis SI skaisčio matavimo vienetas: cd/m². atitikmenys: angl. candela per square metre vok. Candela pro Quadratmeter, f rus. кандела на квадратный метр, f pranc.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

    candela par mètre carré - kandela kvadratiniam metrui statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis SI skaisčio matavimo vienetas: cd/m². atitikmenys: angl. candela per square metre vok. Candela pro Quadratmeter, f rus. кандела на квадратный метр, f pranc.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

    candela per square metre - kandela kvadratiniam metrui statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis SI skaisčio matavimo vienetas: cd/m². atitikmenys: angl. candela per square metre vok. Candela pro Quadratmeter, f rus. кандела на квадратный метр, f pranc.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

В современном мире характеристики телевизоров помогают сделать правильный выбор при покупке техники. Они также смогут помочь при настройке телевизора. Многие ошибочно полагают, что цена — главный критерий оценки продукции, но это далеко не так. Если просмотреть все стеллажи с телевизорами, то можно заметить существенное отличие в качестве изображения. Консультант включит один телевизор для его оценки и сложно будет найти дефекты, не сравнивая его с аналогами. Значит, при покупке любой техники необходимы знания о ключевых характеристиках. Статья содержит информацию о них.

Является одним из самых главных параметров телевизоров. Запас яркости картинки необходим для каждого типа экрана. Данный критерий отвечает за комфортный просмотр любимых фильмов при слабой или слишком сильной освещенности в помещении.

Рекомендуется подбирать телевизор со значением 250-400 кд/м². Это минимальный предел, который сможет обеспечить достойное качество. Яркость напрямую зависит от размеров диагонали экрана. Например, для девятнадцати дюймовых аппаратов приемлемая яркость составляет 250 кд/м², а для тридцати шести дюймов — 500 кд/м². Это стандартный минимум, которого стоит придерживаться.

Чтобы проверить яркость, необходимо во время воспроизведения видеозаписи при средней освещенности поднять значение показателя до максимума, а затем опустить до минимума. Если техника хорошего качества, то картинка потемнеет заметно для человеческого глаза. На LCD данного эффекта не получится увидеть. Самое главное — яркость картинки не должна превышать показатели нормы, чтобы глаза не болели во время просмотра. При максимальном показателе осветление также должно быть видно.

Углы обзора

Данный параметр имел большее значение несколько десятков лет назад. В жк-телевизорах качество цветопередачи корректируется углом демонстрации изображения, в отличие от советских кинескопов. В первых моделях типа LCD возможность просмотра под углом была вообще не предусмотрена. Несмотря на это, не стоит забывать проводить проверку со всех углов. Для того чтобы удостовериться в большом угле обзора, нужно отойти от экрана и взглянуть на него. Если вас устраивает качество, то можно покупать агрегат.

Производители современных телевизоров указывают данный показатель в градусах. Рекомендуется рассматривать модели с величиной угла не менее 175 градусов.

Пиксели

Стоит рассматривать число неработающих пикселей как обособленную характеристику. Это частицы изображения, которые не могут приобретать требуемый входящим сообщением цвет. В любом экране можно найти данные детали. Разработчики допускают появление нескольких нерабочих фрагментов. Так что, выбирая телевизор, рекомендуется детально изучить все его составляющие и подобрать модель без битых пикселей.

Возможности подключения

Технические характеристики телевизоров нередко достаточно высоки. Но для использования возможностей в полной мере необходимо подключение сторонних устройств. При выборе техники обратите внимание на количество разъемов и их расположение. На сегодняшний день наиболее распространенными подключаемыми устройствами являются:

  • проигрывающее устройство блю рей;
  • видео и фотокамера;
  • консоль для игр;
  • компьютер;
  • флеш-карта USB;
  • небольшой кинотеатр;
  • антенны.

Различают несколько типов разъемов:

  • скарт;
  • С-Видео;
  • компонентный;
  • тюльпан;
  • HDMI;

На данный момент последние из вышеперечисленных наиболее актуальны.

Длительность отклика матрицы

Этот параметр демонстрирует время смены расположения кристалла в точке для разнообразной способности пропускать цвета. Современные жидкокристаллические модели смогли добиться результата в несколько миллисекунд. Эта характеристика является определяющей для матричной платы жидкокристаллического телевизора. Разработчики пытаются максимально снизить данный параметр. Различные производители не имеют единого определения время отклика, поэтому нередки ситуации, когда телевизоры с разными показателями демонстрируют одно и то же качество.


Например, для получения маленького время отклика платы производители измеряют время трансформации пикселя из открывшегося состояния в закрывшееся, то есть из черного в белое. Такой результат обеспечивает наложение на пиксель большого напряжения, следовательно, быстрота смены положения кристаллов тоже увеличивается. Но при замерах длительности перехода между границами черно-белых красок это время перехода намного больше, что и происходит при замерах в условиях магазина.

Необходимо не только учитывать паспортные данные при подборе телевизора, но и проверять качество изображения самостоятельно. Данный показатель рекомендуется проверять при помощи быстрой смены кадров. Если за картинкой не наблюдается всяческих шлейфов, то время отклика нормальное.

Разрешение экрана

Сравнивать телевизоры по данным характеристикам необходимо. Параметр повествует о количестве точек, которые используются для создания просматриваемого изображения на экране. Обозначается в паспорте разрешение в виде соотношения двух цифр. Первая обозначает количество пикселей по горизонтали, а второе по вертикали. Если рассматривать экран детально, то можно разобрать три точки, которые являются его составляющими. Стоимость зависит от количества точек. Чем их больше, тем лучше четкость и цветопередача.

Помимо разрешения экрана телевизора, существует ещё и разрешение внешнего сигнала, который поступает на устройство. Поэтому в полной мере оценить характеристики телевизора получится лишь при просмотре высококачественного видеоматериала.

Например, на телевизор с разрешением 1920 на 1080 подается сигнал телевидения 72 на 756 точек. Результат получится хуже, чем у старого кинескопного телевизора. Но если сигнал будет таким же, как и экран телевизора, то на выходе будет великолепная четкость.

Сигнал 1920х1080 именуется HDTV, он же Full HD. Чтобы воспроизводить данное разрешение, требуется наличие блю-рэй проигрывателя и подходящих дисков. Также существуют экраны с разрешением 1366х768, но на сегодняшний день большая часть моделей поддерживает 3840 на 2160.

Диагональ телевизора

Чтобы подобрать хороший телевизор по параметрам и цене, необходимо заострить свое внимание на диагонали экрана. Её единицы измерения — дюймы, она содержится в техническом паспорте устройства. Название устройства содержит данное число. Чаще всего это двадцать один, тридцать два или тридцать семь. Выбирать следует, опираясь на следующий фактор. Расстояние, на котором будете смотреть устройство. Рекомендуемая дистанция равняется трем или четырем диагоналям дисплея. Но следует помнить, что чем ближе зритель к телевизору, тем ярче становятся недочеты изображения. Искажений становиться меньше, если разрешение увеличивается. Проще говоря, чем выше числовой показатель данного параметра, тем ближе просмотр допускается. Но не следует смотреть с такого расстояния, на котором придется поворачивать голову.

Контрастность картинки

Данный показатель демонстрирует, на сколько единиц одна часть картины превышает по контрастности другую. В техническом паспорте контрастность обычно указывается как 900:1. Это демонстрирует соотношение белого и черного уровней. Чтобы выбрать хороший жидкокристаллический телевизор, следует различать два вида контрастности:

  1. Динамическая. Изменяется в соответствии с характеристиками воспроизводимого изображения.
  2. Статическая. Соответствует параметру жидкокристаллической матрицы. Показывает, насколько наиболее светлая картинка будет ярче самой темной.

Прочитав данную статью, рядовой потребитель будет знать, по каким параметрам выбрать телевизор и что является определяющим фактором при его покупке.


Здесь были рассмотрены основные характеристики телевизоров, которые образуют его конечную стоимость. Стоит помнить, что приобретать технику, опираясь только на один показатель, глупо и нецелесообразно. Часто телевизоры из разных ценовых категорий обладают различными числовыми характеристиками. Они могут быть выше или ниже. Только комплексное рассмотрение параметров устройства позволит выбрать его на долгое время.

Также стоит обратить внимание на подбор телевизора по расширенным параметрам. Если сложно сделать выбор по стандартным показателям, всегда можно обратить внимание на детали, которые предают преимущество конкретной модели.

© 2013 сайт

Световые и экспозиционные числа (LV и EV) – это условные фотографические величины, характеризующие условия освещения и необходимые для съёмки в этих условиях, параметры экспозиции . Они позволяют указать как на яркость снимаемых объектов, так и на соответствующую этой яркости экспозицию не прибегая к конкретным значениям выдержки и диафрагмы, которые сами по себе (без учёта освещения) не имеют никакого смысла.

Световые числа

Световое число (LV – Light Value) однозначно характеризует яркость какого-либо объекта или сцены в целом. Световое число указывает на абсолютную, реальную яркость безотносительно экспозиции. Речь идёт именно о яркости, измеряемой в канделах на квадратный метр, а не об освещённости, измеряемой в люксах. Нас не интересует, сколько света падает на объект, для нас важно, сколько света объект отражает или излучает. Две кошки, белая и чёрная, греясь на солнце, получают одинаковое количество люксов, но отражают они свет по-разному, и потому яркость белой кошки будет выше яркости чёрной.

Когда говорят о световом числе какой-то сцены, имеют в виду усреднённую яркость всех её объектов.

Шкала световых чисел логарифмическая, т.е. каждое световое число обозначает яркость вдвое большую яркости предшествующего числа и вдвое меньшую яркости последующего. Например LV 11 означает яркость в 256 кд/м 2 , а LV 12 уже 512 кд/м 2 , т.е. в два раза больше.

Ниже приведены значения яркости и типичные фотографические ситуации для световых чисел от -8 до 18. Шкала световых чисел может быть продлена в обе стороны, однако фотограф на практике редко сталкивается со значениями LV меньше или больше значений, представленных в таблице.

Световое число (LV) Яркость, кд/м 2 Примеры
18 32 768 Блики, в т.ч. на поверхности воды и металлических предметах.
17 16 384 Белые объекты, освещённые солнцем
16 8 192 Светло-серые объекты, песок или светлая кожа, освещённые солнцем.
15 4 096 Серая карта в прямом солнечном свете. Диск яркой полной луны. Типичная экспозиция для фронтально освещённых полуденных сцен.
14 2 048 Сцены с боковым освещением в ясный солнечный день. Полупрозрачные облака или дымка. Диск Луны над горизонтом.
13 1 024 Лёгкая облачность.
12 512 Небо затянуто облаками. Объекты в тени ясным днём. Рассветы и закаты.
11 256 Тёмный, пасмурный день.
10 128 Грозовые облака.
9 64 Спустя 10 минут после заката.
8 32 Хорошо освещённая комната. Витрины магазинов.
7 16 Яркие сцены ночного города. Сцена театра. Лесная чаща днём.
6 8 Типичный свет в помещении.
5 4 Городские улицы ночью. Свет от костра.
4 2 Интерьер при свечах.
3 1 Фейерверк.
2 0,5 Слабоосвещённые городские сцены ночью. Разряд молнии.
1 0,25 Далёкие очертания ночного города.
0 0,125 Очень слабый искусственный свет. При чувствительности ISO 100 требуется выдержка в 1 с и диафрагма f/1 при массе фотоаппарата 1 кг и высоте штатива 1м.
- 1 0,063
- 2 0,031 Снег в ярком лунном свете.
- 3 0,016 Пейзаж, освещённый полной луной.
- 4 0,008
- 5 0,004 Пейзаж, освещённый низкой или неполной луной.
- 6 0,002
- 7 0,001
- 8 0,0005 Звёздное небо.

Экспозиционные числа

Экспозиционное число (EV – Exposure Value) указывает на необходимые для съёмки некой сцены параметры экспозиции (выдержку и диафрагму) при заданной чувствительности ISO.

Экспозиционное число определяется по формуле:

N = log 2 (L · S ⁄ K) , где

N – экспозиционное число (EV);

L – яркость объекта, S – чувствительность фотоматериала (ISO);

K – экспонометрическая постоянная, равная для фотоаппаратов Nikon и Canon 12,5.

Очевидно, что при чувствительности ISO 100 экспозиционное число равно световому числу. Это записывается следующим образом: EV 100 = LV.

При изменении чувствительности будет изменяться и EV. Например, при ISO 100 световому числу 14 соответствует экспозиционное число 14 (f/8*1/250 c). Если же чувствительность увеличить, скажем, до ISO 400, т.е. на два шага, то для получения прежней экспозиции следует взять экспозиционное число, соответствующее световому числу 16 (f/11*1/500 с), т.е. EV 400 = LV + 2. К счастью, сегодня вам не обязательно это помнить. Все необходимые вычисления экспонометр камеры совершает автоматически.

Обратите внимание, что чем больше число, тем выше яркость и, соответственно, тем меньше экспозиция. Таким образом, экспозиционные числа указывают на параметры, необходимые для получения нормальной экспозиции при любом освещении. Это значит, что при бездумном следовании указаниям экспонометра белый сервиз на белой скатерти может получиться на фотографии серым и столь же серой выйдет чёрная шляпа, если она занимает достаточно места в кадре. Следовательно, если основной объект съёмки должен быть светлее или темнее нейтрального тона, т.е. если требуется экспозиция, отличная от нормальной, необходимо использовать меньшие (для увеличения экспозиции) или большие (для уменьшения экспозиции) экспозиционные числа по сравнению с теми, что рекомендует экспонометр.

Кстати, в технических характеристиках фотоаппаратов экспозиционные числа (EV 100) используются для указания допустимого диапазона яркости, в котором возможна корректная работа экспонометра и автофокуса.

Важно помнить, что каждое экспозиционное число указывает не на конкретное сочетание диафрагмы и выдержки, а на все возможные эквивалентные сочетания, которые позволяют получить данную конкретную экспозицию.

EV 0 обозначает выдержку в 1 с при диафрагме f/1, однако, согласно закону взаимозаместимости, ту же экспозицию можно получить используя выдержку в 2 с и диафрагму f/1,4. Такая экспопара всё равно даст EV 0. Точно также EV 15 можно получить, используя f/16*1/125 с, f/11*1/250 с, f/8*1/500 с или любую другую эквивалентную комбинацию.

В приведённой ниже таблице показаны возможные сочетания выдержки и диафрагмы для различных экспозиционных чисел.

Выдержка, с Диафрагма
f/1 f/1,4 f/2 f/2,8 f/4 f/5,6 f/8 f/11 f/16 f/22 f/32
30 - 5 - 4 - 3 - 2 - 1 0 1 2 3 4 5
15 - 4 - 3 - 2 - 1 0 1 2 3 4 5 6
8 - 3 - 2 - 1 0 1 2 3 4 5 6 7
4 - 2 - 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8
2 - 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1/2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1/4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1/8 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1/15 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1/30 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1/60 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1/125 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1/250 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1/500 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
1/1000 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1/2000 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
1/4000 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
1/8000 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Голубым цветом обозначены экспопары, автоматически выбираемые фотоаппаратом в программном режиме определения экспозиции (режим P). Видно, что упираясь в предельные для данного объектива значения диафрагмы (f/1,4 – f/16), программа вынуждена регулировать экспозицию, меняя лишь выдержку, но, опять же, только в пределах диапазона скоростей затвора конкретного фотоаппарата (1/8000 – 30 с).

Выдержки длиннее 30 с обычно недоступны в автоматических режимах, но могут быть установлены вручную.

Внимательный читатель мог заметить, что на участке программной линии от EV 4 до EV 18 не хватает нечётных экспозиционных чисел. Разумеется, экспонометр через них вовсе не прыгает, а изменяет экспозицию плавно и последовательно. Просто в моей таблице для краткости указаны значения выдержки и диафрагмы с шагом в одну ступень, в то время как на деле, обе составляющие экспопары изменяются, как правило, с шагом в 1/3 ступени. Например, в диапазоне от EV 12 до EV 16 полная последовательность будет выглядеть так:

Выдержка, с Диафрагма
f/5,6 f/6,3 f/7,1 f/8 f/9 f/10 f/11
1/125 12 12,3 12,7 13 13,3 13,7 14
1/160 12,3 12,7 13 13,3 13,7 14 14,3
1/200 12,7 13 13,3 13,7 14 14,3 14,7
1/250 13 13,3 13,7 14 14,3 14,7 15
1/320 13,3 13,7 14 14,3 14,7 15 15,3
1/400 13,7 14 14,3 14,7 15 15,3 15,7
1/500 14 14,3 14,7 15 15,3 15,7 16

Для управления автоматическим определением экспозиции служит экспокоррекция, позволяющая выбирать большие или меньшие экспозиционные числа относительно предлагаемых автоматикой. Сдвиг же программы даёт возможность, оставаясь в пределах заданного экспозиционного числа, выбирать эквивалентные сочетания выдержки и диафрагмы отличные от стандартных.

Несложно понять, как работают прочие автоматические режимы определения экспозиции. В режиме приоритета диафрагмы (A или Av) вы устанавливаете нужную вам диафрагму, а экспонометр определяет экспозиционное число и выбирает соответствующую выдержку. В режиме же приоритета выдержки (S или Tv) вы устанавливаете скорость затвора, а камера выбирает подходящую диафрагму.

В цифровой фотографии закон взаимозаместимости действует безоговорочно, однако традиционная фотографическая плёнка, в отличие от цифровой матрицы, при длительных выдержках (свыше 1 с) подвержена явлению невзаимозаместимости или эффекту Шварцшильда, в результате которого увеличение экспозиции вдвое (т.е. на 1 ступень) может потребовать более чем двукратного увеличения выдержки. Чем длиннее выдержка, тем значительнее расхождение между показаниями экспонометра и выдержкой, необходимой в действительности. Это явление неодинаково для разных плёнок и должно учитываться при расчёте экспозиции.

Спасибо за внимание!

Василий А.

Post scriptum

Если статья оказалась для вас полезной и познавательной, вы можете любезно поддержать проект , внеся вклад в его развитие. Если же статья вам не понравилась, но у вас есть мысли о том, как сделать её лучше, ваша критика будет принята с не меньшей благодарностью.

Не забывайте о том, что данная статья является объектом авторского права. Перепечатка и цитирование допустимы при наличии действующей ссылки на первоисточник, причём используемый текст не должен ни коим образом искажаться или модифицироваться.

1. Световой поток

Световой поток - мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею световому ощущению. Энергия излучения определяется количеством квантов, которые излучаются излучателем в пространство. Энергию излучения (лучистую энергию) измеряют в джоулях. Количество энергии, излучающейся в единицу времени называется потоком излучения или лучистым потоком. Измеряется поток излучения в ваттах. Световой поток обозначается Фе.

где: Qе - энергия излучения.

Поток излучения характеризуется распределением энергии во времени и в пространстве.

В большинстве случаев, когда говорят о распределении потока излучения во времени, не учитывают квантового характера возникновения излучения, а понимают под этим функцию, дающую изменение во времени мгновенных значений потока излучения Ф(t). Это допустимо, поскольку число фотонов, излучаемых источником в единицу времени, очень велико.

По спектральному распределению потока излучения источники разбивают на три класса: с линейчатым, полосатым и сплошным спектрами. Поток излучения источника с линейчатым спектром состоит из монохроматических потоков отдельных линий:

где: Фλ - монохроматический поток излучения; Фе - поток излучения.

У источников с полосатым спектром, излучение происходит в пределах достаточно широких участков спектра - полос, отделенных одна от другой темными промежутками. Для характеристики спектрального распределения потока излучения со сплошным и полосатым спектрами пользуются величиной, которая называется спектральной плотностью потока излучения

где: λ - длина волны.

Спектральная плотность потока излучения - это характеристика распределения лучистого потока по спектру и равняется отношению элементарного потока ΔФeλ соответствующего бесконечно малому участку, к ширине этого участка:

Спектральная плотность потока излучения измеряется в ваттах на нанометр.

В светотехнике, где основным приемником излучения является глаз человека, для оценки эффективного действия потока излучения, вводится понятие светового потока. Световой поток - это поток излучения, оценивающийся его действием на глаз, относительная спектральная чувствительность которого определяется усредненной кривой спектральной эффективности, утвержденной МКО.

В светотехнике используется и такое определение светового потока: световой поток - это мощность световой энергии. Единица светового потока - люмен (лм). 1лм соответствует световому потоку, излучаемому в единичном телесном угле точечным изотропным источником с силой света 1 кандела.

Таблица 1. Типичные световые величины источников света:

Типы ламп Электрическая энергия, Вт Световой поток, лм Световая отдача лм/вт
100 Вт 1360 лм 13,6 лм/Вт
Люминесцентная лампа 58 Вт 5400 лм 93 лм/Вт
Натриевая лампа высокого давления 100 Вт 10000 лм 100 лм/Вт
Натриевая лампа низкого давления 180 Вт 33000 лм 183 лм/Вт
Ртутная лампа высокого давления 1000 Вт 58000 лм 58 лм/Вт
Металлогалогенная лампа 2000 Вт 190000 лм 95 лм/Вт

Световой поток Ф, падая на тело, распределяется на три составные части: отраженную телом Фρ , поглощенную Фα и пропущенную Фτ . При используют коэффициенты: отражения ρ = Фρ /Ф; поглощения α =Фα /Ф; пропускания τ =Фτ /Ф.

Таблица 2. Световые характеристики некоторых материалов и поверхностей

Материалы или поверхности Коэффициенты Характер отражения и пропускания
отражения ρ поглащения α пропускания τ
Мел 0,85 0,15 - Диффузное
Эмаль силикатная 0,8 0,2 - Диффузное
Алюминий зеркальный 0,85 0,15 - Направленное
Зеркало стеклянное 0,8 0,2 - Направленное
Стекло матированное 0,1 0,5 0,4 Направленно-рассеянное
Стекло молочное органическое 0,22 0,15 0,63 Направленно-рассеянное
Стекло опаловое силикатное 0,3 0,1 0,6 Диффузное
Стекло молочное силикатное 0,45 0,15 0,4 Диффузное

2. Сила света

Распределение излучения реального источника в окружающем пространстве не равномерно. Поэтому световой поток не будет исчерпывающей характеристикой источника, если одновременно не определяется распределение излучения по разным направлениям окружающего пространства.

Для характеристики распределения светового потока пользуются понятием пространственной плотности светового потока в разных направлениях окружающего пространства. Пространственную плотность светового потока, определяющуюся отношением светового потока к телесному углу с вершиной в точке размещения источника, в пределах которого равномерно распределен этот поток, называют силой света:

где: Ф - световой поток; ω - телесный угол.

Единицей силы света является кандела. 1 кд.

Это сила света, испускаемая в перпендикулярном направлении элементом поверхности черного тела, площадью 1:600000 м2 при температуре затвердевания платины.
Единица силы света - кандела, кд является одной из основных величин в системе СИ и соответствует световому потоку 1 лм, равномерно распределенному внутри телесного угла 1 стерадиан (ср.). Телесный угол - часть пространства, заключенная внутри конической поверхности. Телесный угол ω измеряется отношением площади, вырезаемой им из сферы произвольного радиуса, к квадрату последнего.

3. Освещенность

Освещенность - это количество света или светового потока, падающего на единицу площади поверхности. Она обозначается буквой Е и измеряется в люксах (лк).

Единица освещенности люкс, лк имеет размерность люмен на квадратный метр (лм/м2).

Освещенность можно определить как плотность светового потока на освещаемой поверхности:

Освещенность не зависит от направления распространения светового потока на поверхность.

Приведем несколько общепринятых показателей освещенности:

    Лето, день под безоблачным небом - 100 000 люкс

    Уличное освещение - 5-30 люкс

    Полная луна в ясную ночь - 0,25 люкс

4. Отношение между силой света (I) и освещенностью (Е).

Закон обратных квадратов

Освещенность в определенной точке на поверхности, перпендикулярной к направлению распространения света, определяется как отношение силы света к квадрату расстояния от этой точки до источника света. Если данное расстояние мы примем за d, то это отношение можно выразить следующей формулой:

Для примера: если источник света излучает свет силой 1200 кд в направлении, перпендикулярном к поверхности, на расстоянии 3-х метров от этой поверхности, то освещенность (Ер) в точке, где свет достигает поверхности, будет 1200/32 = 133 лк. Если поверхность находится на расстоянии 6м от источника света, освещенность будет 1200/62= 33 лк. Это отношение называется "закон обратных квадратов" .

Освещенность в определенной точке на поверхности, не перпендикулярной направлению распространения света, равняется силе света в направлении точки измерения, разделенной на квадрат расстояния между источником света и точкой на плоскости умноженной на косинус угла γ (γ - угол, образованный направлением падения света и перпендикуляром к этой плоскости).

Следовательно:

Это закон косинуса (рисунок 1.).

Рис. 1. К закону косинуса

Для расчета горизонтальной освещенности целесообразно изменить последнюю формулу, заменив расстояние d между источником света и точкой измерения на высоту h от источника света к поверхности.

На рисунке 2:

Тогда:

Получаем:

По данной формуле рассчитывается горизонтальная освещенность в точке измерения.

Рис. 2. Горизонтальная освещенность

6. Вертикальная освещенность

Освещение той же точки Р в вертикальной плоскости, ориентированной к источнику света, можно представить как функцию высоты (h) источника света и угла падения (γ) силы света (I) (рисунок 3).

светимостью :

Для поверхностей конечных размеров:

Светимость - это плотность светового потока, испускаемого светящейся поверхностью. Единицей светимости служит люмен на метр квадратный светящейся поверхности, что отвечает поверхности площадью 1 м2, которая равномерно излучает световой поток 1 лм. В случае общего излучения вводится понятие энергетической светимости излучающего тела (Me).

Единица энергетической светимости - Вт/м2.

Светимость в этом случае можно выразить через спектральную плотность энергетической светимости излучающего тела Meλ(λ)

Для сравнительной оценки приводим энергетические светимости к светимости некоторых поверхностей:

    Поверхность солнца - Ме=6 107 Вт/м2;

    Нить лампы накаливания - Ме=2 105 Вт/м2;

    Поверхность солнца в зените - М=3,1 109 лм/м2;

    Колба люминесцентной лампы - М=22 103 лм/м2.

Это сила света, излучаемая единицей площади поверхности в определенном направлении. Единица измерения яркости - кандела на метр квадратный (кд/м2).

Поверхность сама по себе может излучать свет, как поверхность лампы, или отражать свет, который поступает из другого источника, например поверхность дороги.

Поверхности с разными свойствами отражения при одинаковой освещенности будут иметь разную степень яркости.

Яркость, излучаемая поверхностью dA под углом Ф к проекции этой поверхности, равняется отношению силы света, излучаемого в данном направлении, к проекции излучающей поверхности (рис. 4).


Рис. 4. Яркость

Как сила света, так и проекция излучающей поверхности, не зависят от расстояния. Следовательно, яркость также не зависит от расстояния.

Несколько практических примеров:

    Яркость поверхности солнца - 2000000000 кд/м2

    Яркость люминесцентных ламп - от 5000 до 15000 кд/м2

    Яркость поверхности полной луны - 2500 кд/м2

    Искусственное освещение дорог - 30 люкс 2 кд/м2