Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Radiometria, fotometria, színmérés A radiometria az optikai sugárzást fizikai mennyiségek formájában határozza meg. A fotometria ezt a sugárzást az átlagos.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Radiometria, fotometria, színmérés A radiometria az optikai sugárzást fizikai mennyiségek formájában határozza meg. A fotometria ezt a sugárzást az átlagos."— Előadás másolata:

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/r 2

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

6 Radiometriai mennyiségek MegnevezésTermJeleEgysége sugárzott energia radiant energy Q joule, 1 J  1 kg  m 2  s -2 sugárzott teljesítmény radiant flux  vagy Fwatt (J  s -1 ) besugárzásirradianceE W  m -2 sugárerősségradiant intensity I W  sr -1 sugársűrűségradianceL W  m -2  sr -1

7 Radiometriai mennyiségek MegnevezésTermJeleEgysége sugárzott energia radiant energy Q joule, 1 J  1 kg  m 2  s -2 sugárzott teljesítmény radiant flux  vagy Fwatt (J  s -1 ) besugárzásirradianceE W  m -2 sugárerősségradiant intensity I W  sr -1 sugársűrűségradianceL W  m -2  sr -1

8 Radiometriai mennyiségek összefüggései sugárzott teljesítmény , Fwatt (J  s -1 ) teljesítmény eloszlás   d  /d Wm-1Wm-1 sugárzott energia Q joule, 1 J  1 kg  m 2  s -2 besugárzás E  d  /dA E W  m -2 sugárerősség I  d  /d  I W  sr -1 sugársűrűség L  d 2  /(d  dA  cos  ) L W  m -2  sr -1

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  d 2  /(d  dA  cos  ), spektrális sugársűrűség: L  dL /d  = d 3  /(d  dA  cos  d )

12 Távolságtörvény (inverse square law) d   I  d  d   dA 2 /d 2 d  /dA 2  E 2  (I  d  )/dA 2  (I  dA 2 )/(dA 2  d 2 ) = E 2  I / d 2

13 Általánosított távolságtörvény dE 2  (L  cos  1  cos  2  dA 1 ) / d 2

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 cos  a reflektált sugársűrűség irányfüggetlen: L refl  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  görbét (világosban, fotopos látás) 1954-ben a V’  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  A  B; 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 K m = 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 fényerősség a 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 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 dA 1 felületelemet elhagyó (azon áthaladó vagy arra beeső) és adott irányt tartalmazó d  térszögben sugárzott d  fényáramnak, valamint az elemi térszögnek és a felületelem adott irányra merőleges vetülete szorzatának hányadosa: egysége:cd/m 2, jele: L v

32 Megvilágítás Az adott pontot tartalmazó felületelemre beeső fényáramnak és ennek a felületelemnek a hányadosa egysége: lux, jele:lx; 1 lx = 1 lm/m 2

33 Kontraszt, kontrasztviszony kontraszt: ahol –L t a jel (target) fénysűrűsége –L b a háttér (background) fénysűrűsége kontrasztviszony:

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

35 Fényforrások fényhasznosítása Fényforrás típusaFényhasznosítás (lm/W) Hagyományos izzólámpa14,4 Halogén izzólámpa17 Kompakt fénycső85 Nagynyomású fémhalogén lámpa 90 Nagynyomású Na-lámpa116 Kisnyomású Na-lámpa206

36 Mezopos fotometria CAD laboratóriumokban és irányító központokban előforduló számítástechnikusi feladat útvilágítás 3 cd/m 2 és cd/m 2 közötti fénysűrűség tartomány szem színképi érzékenysége V( )-tól V’( ) felé tolódik el.

37 Szkotopos, mezopos és fotopos tartomány

38 Láthatósági függvények

39 Fényhasznosítás változása L, lámpa: cd/m 2 Na cd/m 2 Hg Fotopos:0,050,05 Mezopos:0,0280,061 Szkotopos:0,010,07 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 1.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. 2.Színegyezés létrehozásához csak a választott alapszíninger a lényeges, a színképi összetétele nem. 3.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( ) 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

51 Másodlagos sugárzók (nem önvilágítók) színmérése ahol S( ) a megvilágító sugárforrás színképi teljesítményeloszlása  ( ) a minta spektrális reflexiója

52 Szabványos sugárzáseloszlások és fényforrások CIE A sugárzáseloszlás CIE D65 sugárzáseloszlás további napplai sugárzáseloszlások, grafikus iparban: D50 CIE A fényforrás CIE D65 szimulátor

53 CIE A sugárzáseloszlás ahol: c 0 = /- 1,2 m/s

54 CIE A- és D65 sugárzáseloszlás színképe

55 CIE 1931 és 1964 színingermérő rendszer 2°-os látószög: CIE °-os látószög: CIE 1964 X 10 ( ), Y 10 ( ), Z 10 ( ) színinger összetevők számítása


Letölteni ppt "Radiometria, fotometria, színmérés A radiometria az optikai sugárzást fizikai mennyiségek formájában határozza meg. A fotometria ezt a sugárzást az átlagos."

Hasonló előadás


Google Hirdetések