1 / 55

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 .

brandy
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

  8. Radiometriai mennyiségek összefüggései

  9. Besugárzás E  d /dA

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

  11. 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)

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

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

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

  15. Tükrös és diffúz reflexió

  16. 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.

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

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

  19. 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)

  20. Villogásos fotométer elvi felépítése

  21. 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)

  22. Láthatósági függvények

  23. 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().

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

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

  26. 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.

  27. Fotopos, mezopos, szkotopos fotometria

  28. 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

  29. 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.”

  30. A fényáram származtatása a fényerősségből

  31. 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

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

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

  34. 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

  35. Fényforrások fényhasznosítása

  36. 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.

  37. Szkotopos, mezopos és fotopos tartomány

  38. Láthatósági függvények

  39. 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!

  40. 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

  41. 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.

  42. Az additív színegyeztetés alapkísérlete

  43. Additív színegyeztetés Fennáll a • disztributivitás, • additivitás és • proporcionalitás törvénye Összehasonlító színingerek: • vörös: 700 nm • zöld: 546 nm • kék: 435 nm

  44. Színinger-megfeleltető függvények (colour matching functions)

  45. Színinger-összetevők vagy tristimulusos értékek

  46. CIE 1931 színingermérő rendszer

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

  48. szín(inger-) vagy színességi koordináták

  49. Szín(inger-) vagy színességi diagram • R, G, B: katódsugár-csöves monitor alap-színingerei • Planck sugárzók vonala

  50. A színes-ségi dia-gram színes ábrája

More Related