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隨著科學技術的進步,人類越來越關注真實感知的能力。光亮度是人類感知的重要來源,因此,測量亮度變得越來越重要。亮度計被廣泛使用于不同領域,比如照明、儀器、安全等,以測量光源的亮度。本文將介紹亮度計的測量及亮度原理。
一、亮度計的測量
亮度是用來描述光源強度渲染一個表面的亮度程度的物理量,亮度計只能提供經過表面的光線強度的極度。在測量亮度之前,先要了解幾個亮度計常見的術語:
1.明度:明度指的是渲某個表面的亮度結構的強度的總和,這個表面就好像被一個扁平光源所照亮了一樣。明度還可以定義為表面上一個微元的亮度大小。
2.亮度:亮度是用來描述光源強度渲染一個表面的亮度程度的物理量。亮度又稱為表面亮度、發光源亮度、或在某種條件下被發光源所照亮的表面亮度。
3.發光度:表示規定的表面上每單位面積上單位時間內發射的光能量。
4.光通量:流經國際單位 (SI) 系統中規定的單位立體角內的光強度的總和。
亮度計一般使用補償型或差分型的光電傳感器來測量光源的亮度。補償型亮度計通過在傳感器的上下方放置一個鏡片來創建反光效應的差異,從而提供計算光源亮度的所需信號。差分型亮度計通過把光傳感器沿著垂直于照射面移動,然后比較兩個信號,來測量光源的亮度。
亮度計極常用于測量非透明材料表面的亮度,可以用于測量某些光源(例如燈管,燈泡、自然光等)的亮度,以及汽車尾燈的亮度、建筑幕墻等材料的亮度。當亮度計被用于測量自然光時,測量得到的結果將告訴您環境的外部亮度,從而讓您能夠調整相機的曝光時間和其他設置。
二、亮度原理
亮度測量的原理基于光學原理。特別是光線的反射及其入射角、反射角、發射角等相關因素。亮度計可以利用這些原理來測量光源的亮度。主要有以下三種原理:
1.平行光線反射原理
此原理基于,平行于表面光線穿過生成器,然后被物體反射。生成器上距離反射面近處會得到極大的光量反射。這個原理適用于表面應該是相對平坦的材料,如塑料平板和漸變燈梁。
2.覺對反射原理
根據覺對反射原理,使距離完全垂直于材質表面的光線進入材質,然后被物體反射。從表面中心獲得的反射速度是極小的。此原則適用于反射面非常光滑的材料,如磨光油漆和金屬表面。
3.漫反射原理
與前兩個原理不同,漫反射原理是利用發光源散射出的光線,以獲得表面的亮度度數。當光線到達某個表面時,會發生散射反射現象。散射的方向取決于光線的角度。散射的方向可以到達光線接收器,從而獲得亮度度數。這個原理適用于散射度大的多孔材料,如毛絨等。
亮度度數是通過計算能夠穿過放置在表面以上的材料進行反射的光線來確定的。然而,測量亮度需要考慮到所使用的亮度計的傳感器類型。由于亮度計可能需要不同類型的傳感器才能適用于不同的應用程序,因此,選對適合您應用的亮度計類型非常重要。