1 / 81

Radiometria, fotometria, színmérés

Radiometria, fotometria, színmérés. A radiometria az optikai sugárzást fizikai mennyiségek formájában határozza meg. A fotometria ezt a sugárzást az átlagos emberi megfigyelő látására jellemző színképi függvény alapján értékeli .

gabriel-kinney
Download Presentation

Radiometria, fotometria, színmérés

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Radiometria, fotometria, színmérés • A radiometria az optikai sugárzást fizikai mennyiségek formájában határozza meg. • A fotometria ezt a sugárzást az átlagos emberi megfigyelő látására jellemző színképi függvény alapján értékeli. • A színmérés a színészleléshez kíván objektíven mérhető mennyiségeket rendelni.

  2. Elektromágneses sugárzás • optikai sugárzás: 100 nm – 1 mm hullámhosszú elektromágneses sugárzás • látható sugárzás: 380 nm – 780 nm • fény: a látható sugárzás által kiváltott észlelet

  3. Elektromágneses színkép

  4. Radiometriai segédmennyiségek d térszög: a sugárkúp által a gömbfelületből kimetszett terület és a gömbsugár négyzetének hányadosa: d=dA/r2

  5. Színképfüggő mennyiségek hullámhossz függés: X() szűrő áteresztés színképi eloszlás: dX/dX Katódsugár-csöves monitorfényporainakszínképi eloszlás

  6. Radiometriai mennyiségek

  7. Radiometriai mennyiségek összefüggései

  8. Besugárzás E  d /dA

  9. Sugárerősség, pontszerű forrás I d /d

  10. Sugársűrűség A sugárzó felület dA felületeleme által a felület normálisától (n)  szögre elhelyezkedő irányban, a d elemi térszögben kibocsátott d sugáráram L d2/(ddAcos), spektrális sugársűrűség: L dL /d = d3 /(ddAcosd)

  11. Távolságtörvény (inverse square law) • dId • d dA2/d2 • d /dA2E2 (Id)/dA2(IdA2)/(dA2d2) = E2I / d2

  12. Általánosított távolságtörvény dE2 (Lcos 1  cos 2dA1) / d2

  13. Lambert sugárzó Lambert radiator • sugársűrűsége szögfüggetlen:L()  L(,) const.

  14. Lambert (reflektáló) felület • egyenletesen diffúzan reflektáló felület • nincs tükrös reflexiója • reflexiós együttható: = refl/ be • refl = be cosa . r • a reflektált sugársűrűség irányfüggetlen: Lrefl(d)= const.

  15. Lambert reflektáló • megvilá-gítás: E • visszavert sugárzás, a sugár-sűrűség irány-független:

  16. Fotometria • az optikai sugárzást a látószerv színképi érzékenységének megfelelően értékeli • vizuális alapkísérlet: fényinger egyenlőség

  17. Villogásos fotometria • világosságészlelet egyenlőség meghatározása bizonytalan • két fényingert felváltva juttatva a szembe, frekvenciát növelve, előbb szűnik meg a színkülönbség észlelet, mint az intenzitás észlelet (10 – 20 Hz-es tartomány)

  18. Villogásos fotométer elvi felépítése

  19. Láthatósági (visibility) függvények • Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság (Comission Internationale d‘Éclairage, CIE) 1924-ben szabványosította a V(l)-görbét (világosban, fotopos látás) • 1954-ben a V’(l)-görbét (sötétben, szkotopos látás)

  20. Láthatósági függvények

  21. A fotometria kísérleti alapja • szimmetria: ha AB, akkor BA; • tranzitivitás: ha AB és BC, akkor AC; • arányosság: ha AB, akkor aAaB; • additivitás: ha AB, CD és (A+C)(B+D), akkor (A+D)(B+C)itt A, B stb. fényinger (stimulus): a sugársűrűség és a láthatósági függvény adott hullámhosszon vett értékének szorzata: pl. ALV(), általánosítva a sugárzás teljesítmény-eloszlását írhatjuk: SV().

  22. A fotometria alapjai • a fenti összefüggések alapján a monokromatikus komponenseket összegezhetjük: ez adja a fotometria és radiometria kapcsolatát

  23. A fotometria alapjai • Nappali (fotopos) látás: V(), csapok közvetítik • sötétben (szkotopos) látás: V’(), pálcika-látás; szembíbor (rhodopsin), additivitás és proporcionalitás fennáll:

  24. Fotometriai mennyiségek és egységek - 1 • k és k’ konstansok: ahol Km = 683 lm/W alapján definiálhatjuk a fényáram egységét a lument. De a fényerősség egysége, a kandela az alapegység. K’m = 1700 lm/W Fényáram jele:lm, egysége a lumen.

  25. Fotopos, mezopos, szkotopos fotometria

  26. Fotometriai mennyiségek és egységek - 2 • fényerősséga pontszerű fényforrásból adott irányban, infinitezimális térszögben kibocsátott fényáram és a térszög hányadosa: jele: cd, egysége: kandela, 1 cd = 1 lm/sr

  27. A kandela definiciója • A kandela fényerősség SI egysége: azon 540.1012 Hz frekvenciájú monokromatikus sugárzást kibocsátó fényforrás fényerőssége adott irányban, amelynek sugárerőssége ebben az irányban 1/683 W/sr.”

  28. A fényáram származtatása a fényerősségből

  29. Fénysűrűség • a dA1 felületelemet elhagyó (azon áthaladó vagy arra beeső) és adott irányt tartalmazó dtérszögben sugárzott dFfényáramnak, valamint az elemi térszögnek és a felületelem adott irányra merőleges vetülete szorzatának hányadosa: egysége:cd/m2, jele: Lv

  30. Megvilágítás • Az adott pontot tartalmazó felületelemre beeső fényáramnak és ennek a felületelemnek a hányadosa egysége: lux, jele:lx; 1 lx = 1 lm/m2

  31. Kontraszt, kontrasztviszony • kontraszt:ahol • Lta jel (target) fénysűrűsége • Lba háttér (background) fénysűrűsége • kontrasztviszony:

  32. Hatásfok, fényhasznosítás • sugárzási hatásfok, jel: a sugárzó sugárzott és felvett teljesítményének hányadosa • sugárforrás fényhasznosítása, egysége: lm/Wa kibocsátott fényáram és a sugárzó által felvett teljesítmény hányadosa

  33. Fényforrások fényhasznosítása LED (világító dióda) 80 - 200

  34. Mezopos fotometria • CAD laboratóriumokban és irányító központokban előforduló számítástechnikusi feladat • útvilágítás • 3 cd/m2 és 10-3 cd/m2 közötti fénysűrűség tartomány • szem színképi érzékenysége V(l)-tól V’(l) felé tolódik el.

  35. Szkotopos, mezopos és fotopos tartomány

  36. Láthatósági függvények

  37. Fényhasznosítás változása L, lámpa:cd/m2Na cd/m2Hg • Fotopos: 0,05 0,05 • Mezopos: 0,028 0,061 • Szkotopos: 0,01 0,07 • Különbség világosság észlelet és részletfelismerés között!

  38. A szín fogalma • A „szín” fogalmát kiegészítés nélkül ne használjuk! - inger vagy észlelet • színészlelet - pszichológiai fogalom • színinger - pszichofizikai fogalom • radiometria - fizikai fogalom • fotometria - a színinger egyik dimenziója

  39. Színmérés • A szín észlelet, agyunkban keletkezik • számszerű leírás: színinger, mely az észleletet kiváltja • színinger-megfeleltetés • színinger keltés: • additív színkeverés : monitor • szubtraktív színkeverés: színes film, nyomtató

  40. Színkeverés Additív szubtraktív színkeverés

  41. Az additív színmegfeleltetés alapkísérlete

  42. Additív színingerkeverés • Additivitás: Ha C1R1(R)+G1(G)+B1(B) C2R2(R)+G2(G)+B2(B) akkor CR(R)+G(G)+B(B), ahol R= R1+ R2, G= G1+ G2, B= B1+ B2,

  43. Additív színingerkeverés • Proporcionalitás Ha C1R1(R)+G1(G)+B1(B) akkor aC1aR1(R)+aG1(G)+aB1(B)

  44. Additív színkeverés - Grassmann törvények • Minden színinger létrehozható 3 egymástól független színinger additív keverékeként. A függetlenség alatt azt értjük, hogy a három színinger közül egyik sem hozható létre a másik kettő additív keverékeként. • Színegyezés létrehozásához csak a választott alapszíninger a lényeges, a színképi összetétele nem. • Az egyes színingerek erősségének folyamatos változtatásának hatására az eredő színinger is folyamatosan változik.

  45. Színinger-összetevők vagy tristimulusos értékek

  46. Színinger-megfeleltető függvények (colour matching functions)

  47. CIE 1931 színingermérő rendszer

  48. CIE XYZ színinger összetevők önvilágítók (monitor): k = 683 lm/W

  49. CIE XYZ trirtimulusos érték (színinger-összetevők), önvilágítók (fényforrások) a színinger-megfeleltető függvények Az y függvény azonos a V(l) függvénnyel, k = 683 lm/W

  50. szín(inger-) vagy színességi koordináták

More Related