Чем больше я читаю об этом, тем больше запутываюсь. Освещенность , как я понимаю, измеряется в люксах , это воспринимаемая яркость света на поверхности. Это то, что вы измерили бы с помощью датчика падающего света. Таким образом, яркость — это количество отраженного света, которое вы воспринимаете, глядя на эту поверхность. Это то, что измеряет экспонометр в камере. Я прав до сих пор?
В обоих случаях слово «воспринимаемый» важно, потому что весы взвешиваются с использованием функции светимости для сопоставления длин волн с конкретной чувствительностью человеческого глаза . Однако в случае освещенности фактическое восприятие имеет место только в том случае, если ваш глаз оказывается рассматриваемой поверхностью.
В принципе, я могу понять это, но затем я натыкаюсь на диаграммы, в которых говорится что-то вроде «семейная гостиная: 50 люкс». Сейчас подожди! Означает ли это, что типичные огни в доме такие яркие, или это просто запутанно и неправильно, или я запутался и ошибся?
Если вы не фотографируете источники света напрямую, то почему показания экспонометра могут быть полезны в фотографии? Отраженный свет, записанный на пленку или сенсор, обычно и составляет фотографию. Итак, если у меня есть измеритель падающего света, как эти показания соотносятся с настройками моей камеры?
Поскольку измерители падающего света продаются и используются, это означает, что должно быть какое -то полезное преобразование. Но тут мой мозг взрывается. Google говорит мне, что 1 люмен равен 1 канделе, поэтому 1 люмен/м² (т.е. 1 люкс) должен равняться 1 кандела/м2 (т.е. 1 нит). Но в этом явно чего-то не хватает. Есть что-то под названием "стерадиан". Задействованы конусы. Я никогда не слышал об этом раньше; как он вписывается? Я могу видеть, как это может быть определено при расчете полезности светодиодного домашнего освещения, но для фото я в растерянности.
Какая-то часть моего (взорванного, из последнего абзаца) мозга пытается связать это с разницей между вспышечным замером с ТТЛ и с измерителем падений. Но как может работать измеритель инцидентов, не зная свойств отражения объектов в сцене? Это то, что означает буква «C» в стандарте измерителя падающего света люкс → EV ? Это просто среднее значение «вероятно, сработает» или есть нечто большее? А если это просто среднее, то какие знания необходимы для компенсации сцен, выходящих за рамки среднего? (Как и в случае с константой K и 18% серого при отражающем замере , когда фотограф просто решает, должна ли сцена отображаться ярче или темнее, чем среднее значение, указанное измерителем.)
Так что да, столько путаницы. Короче говоря:
Обновление: я ценю ответ Стэна, который довольно хорошо охватывает третий пункт о том, когда и как. И я думаю, что в основном разобрался с первым пунктом, как описано выше. Но я был бы признателен за некоторые ответы, охватывающие также проблему преобразования, как в математическом реферате, так и в практическом плане для фотографии. И я бы не возражал больше, почему и как, либо.
Ответ Стэна отлично объясняет измерение с практической точки зрения. Вы также, кажется, спрашиваете, каковы особенности, особенно в отношении стерадиан и преобразования из Lux в EV. Используя статьи Википедии, на которые вы ссылались, и несколько дочерних ссылок оттуда, я полагаю, что могу объяснить несколько вещей, а остальное оставить для экстраполяции.
Во- первых, стерадианцы . Странный термин и странная концепция, однако, как только вы понимаете, что это такое на самом деле, все становится более понятным. Чтобы сделать шаг назад, давайте сначала поговорим о радианах . Радиан — это угловая мера, которая означает следующее:
Один радиан – это дуга, длина которой равна радиусу окружности.
Радиан измеряется в двумерной плоскости. Стерадиан похож на радиан, только измеряется в трех измерениях. Определение стерадиан выглядит следующим образом:
Один стерадиан — это круглое пятно на поверхности сферы, площадь которого равна квадрату радиуса сферы.
Стерадиан — это нечетная «проекция» двухмерного стягиваемого угла в трехмерное пространство, или то, что называется телесным углом . Пересечение двумерного угла с поверхностью сферы пересекает круглое пятно (которое само делится пополам радианной дугой). Другой термин для этого — квадратный радиан . Телесный угол, представляющий один стерадиан, рассчитывается как:
θ = A/r^2
Что, как ни странно, представляет собой просто r 2 /r 2 , или имеет единицы измерения m 2 * m -2 , что делает стерадиан, как и радиан, безразмерной спецификацией, описывающей фиксированную площадь на поверхности сферы относительно радиуса сферы. .
Чтобы завершить определение стерадиан по отношению к сфере:
Телесный угол всей сферы эквивалентен 4π ср.
Можно посмотреть на это по-другому:
Площадь поверхности сферы имеет единицу 4π ср.
Теперь, когда определение стерадиан отсутствует, мы можем прийти к более ясному пониманию отношения люмена к канделе . Согласно связанной статье в Википедии:
1 пм = 1 кд ср
Или один люмен равен одной кандела стерадиан . Стерадиан кандела — это световая мощность света, излучаемого стерадианом, который, как мы теперь знаем из приведенного выше обсуждения, представляет собой площадь круглого пятна на сфере, равную квадрату радиуса этой сферы.
Если мы привнесем в обсуждение источник света, чтобы сделать вещи более реальными, это приведет к следующему. Предполагая, что у нас есть лампочка с радиусом 1,5 дюйма, которая измеряет 1 люмен, можно описать как излучающую 1 кд из любой области на поверхности этой лампочки размером 1,5 дюйма 2 (общая площадь 2,25 дюйма).
Полная лампочка на самом деле излучает в общей сложности 1 кд 4π ср, или в общей сложности 12,57 лм со всех сторон. Однако люксметр не будет измерять 12,57 лм, потому что он измеряет только под одним углом к лампе, а не под всеми углами к лампе. Если предположить, что наш экспонометр чувствителен примерно к одному стерадиану, то он будет измерять 1 люмен.
Дальнейшие вопросы?
В: Можно спросить, почему 1 люмен приравнивается к 1 канделе стерадиан, а не только к 1 канделе?
A: Ответ - геометрия . Описание канделы полезно для того, чтобы сообщить нам количество света, но не обязательно его концентрацию или форму и размер излучения. Цель включения стерадиан в смесь заключается в том, что она включает в себя определенную геометрическую форму и площадь источника света, излучающего люмен света.
Это становится более важным, когда у вас есть источник света высокой плотности. Например, лазерная указка малой мощности (милливатты) может равняться 250 000 Вт/ср. Теперь, когда вы рассматриваете возможности плотности, скажем, глаза при 120 000 w/sr, это становится более чем тривиальным — понимаете? О, подожди, ты не увидишь!
Согласно Википедии, один люкс — это количество люменов на квадратный метр. В единицах измерения, поскольку один lm равен одному cd sr , тогда:
1 lux = 1 cd sr/m^2
Если я правильно понимаю, это можно интерпретировать как 1 люкс, эквивалентный количеству света, полученному на поверхность, освещенную источником света с радиусом один метр, который излучает 1 кд ср световой мощности на измеряемую поверхность.
Преобразование люксов в EV является довольно простым и включает в себя константу C. Я не могу конкретно сказать, как выводится C, однако, если мы предположим, что «общее» значение 250 является точным, простая формула для преобразования из люкс для EV будет:
EV = log 2 (E*S)/C
Где S — ISO датчика, а E — освещенность в люксах. Если мы предположим, что сцена освещена в 1 люкс, а наше ISO равно 100, то (длинная стрелка, переведенная в десятичный логарифм для вычислений на обычном калькуляторе):
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
Довольно низкое значение экспозиции, однако этого можно было ожидать при ничтожном освещении, обеспечиваемом 1 люкс. Чтобы пойти другим путем и выяснить, сколько освещения вам нужно для поддержки конкретного EV, мы можем изменить преобразование между EV и E (длинная стрелка):
EV = log 2 ( ES) / C
2 EV = 2 log 2 ( ES) / C
2 EV = E * S/C
2 EV * C/S = E * S/C * C/S
2 EV * C /S = E
E = 2 EV * 250/100
Это подводит нас к хорошей простой формуле для вычисления люкс из EV (при ISO равном 100):
Е = 2 ЭВ * 2,5
Если наша цель EV равна 1, тогда мы вычисляем люкс следующим образом:
Е = 2 1 * 2,5
Е = 2 * 2,5
Е = 5
Для экспозиции в один EV нам нужно ровно 5 люкс освещенности, или 5 кд ср/м^2, или 5 лм/м^2.
Дальнейшие вопросы?
В: Можно спросить, зачем измерять люксы, т.е. лм/м^2, а не просто измерять люмены?
A: Ответом будут единицы или, точнее, единицы площади, которые человек может легко распознать. Стерадиан кандела полезен для определения количества и геометрии, однако сам по себе стерадиан не имеет единиц измерения. Он просто определяет геометрию, но не определяет какую-либо конкретную область. Стерадиан есть стерадиан, независимо от фактического радиуса сферы. Однако кандела стерадиан на квадратный метр вносит достаточную специфичность единиц, чтобы мы могли более четко понять, сколько света на самом деле составляет 1 люкс (что, откровенно говоря, совсем немного).
У вас есть проблемное пространство в значительной степени привязано. Измерение падающего света измеряет то, что падает на объект, независимо от его характеристической отражательной способности и т. д., в то время как измерение отраженного света измеряет то, что отражается от объекта, независимо от характеристик падающего света. Носитель записи в камере, как вы указали, записывает то, что отражается (или, если в изображение включен источник света, то, что он передает) объекта. Независимо от того, какой тип замера используется, цель игры состоит в том, чтобы правильно записать свет, исходящий от объекта, для изображения.
Легко представить, что происходит с измерителем отраженного света, будь то измеритель в камере, отдельный ручной точечный или средний измеритель. Замер падающего света представить немного сложнее.
В большинстве случаев замер падающего света выполняется с помощью обратного конуса купольного типа . По сути, у вас есть полусферический рассеиватель над светочувствительным элементом, который принимает свет под углом 180 градусов (90 градусов от оси во всех направлениях) и пропускает 18 процентов этого света на светочувствительный элемент. (Элемент обычно также можно использовать в качестве измерителя отраженного света, иногда требуя принадлежностей для измерителя.) Вы можете измерять источники света отдельно, либо затеняя купол от отдельных источников, либо выборочно включая и выключая источники (как при студийном освещении) для определения светосоотношений (разница в освещенности между областями, которые будут светлыми и теневыми на объекте).
Хотя метод работы отличается, то, что вы выполняете, почти идентично размещению серой карты в положении объекта, наклоненной по касательной к объекту, и считыванию показаний точечного измерителя этой серой карты. Это ничего не говорит вам о предмете, но это может быть хорошо. Если ваш замер зависит от объекта, вам нужно знать, какова отражательная способность объекта (или, в терминологии системы зон, где разместить объект на шкале экспозиции). Без этих знаний вы не сможете сказать правду о предмете, используя только показания метра — вы можете в совершенстве уловить весь диапазон тональностей, но это может означать, скажем, сильно недо- или переэкспонирование того, что вы действительно пытались запечатлеть.
Вот почему существует такой разрыв между измерениями падающего и отраженного света. Вы увидите, что замер падающего света чаще всего используется в студии, но также часто и в портретной съемке на природе или в моде / работе с продуктами. Обычно в изображении есть что-то, что должно быть абсолютно точно воспроизведено, и это лучше всего достигается, если полностью исключить это из уравнения при замере, а затем позволить его фактическим характеристикам отражения и цвета попадать туда, где они могут быть на датчике. Остальная часть сцены — это атмосферность — вы можете играть с ними в свое удовольствие, и пока объект правильно освещен и экспонирован, изображение будет таким, каким вы хотите его видеть.
Работая в менее контролируемых условиях, особенно при съемке таких вещей, как пейзажи, вы, как правило, хотите получить все (так сказать), не слишком беспокоясь о «правде». В этих случаях «правда» более субъективна, и вы хотите собрать данные, подтверждающие вашу версию правды. Это может означать, что болезненно яркие блики нужно сделать гражданином Зоны VII или превратить чернильную черноту в едва темный нижний средний тон, чтобы сохранить важные для вас детали. Но вы должны знать, что происходит в вашей версии мира. Или вы можете позволить алгоритмам распознавания сцен камеры сделать это за вас.
В любом случае, тем не менее, метр является лишь отправной точкой. Это приведет вас к примерному положению, а затем ваш опыт и видение позволят вам приспособить объективную реальность к вашим субъективным требованиям.
пользователь2719
джриста