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投影爱好者看过来:流明是亮度的指标吗

    【IT168 特稿】常常能听到刚入投影之门的新朋友提出这样的问题:流明是什么啊?难道就是代表着投影机的亮度吗?如果流明就是亮度指标的话,那么家里用的直视型CRT电视,还有电影院里的银幕亮度不是一样能够用流明来标示吗,怎么我们看到的指标,却常常是cd/m2,Foot-Candela(尺烛光)或Foot-Lamberts(尺兰伯特)这些看起来有点奇怪的单位呢?

    再来说流明这个英文单词吧,流明是Lumen我知道,但是我还经常见到与之相近的Luminance、Illuminance,Luminous intensity以及Luminous Flux等等,难道这些长像相近的都是一门亲兄弟吗?到底是怎么回事,有没有人能够告诉我一下啊。唉,朋友,如果你当年读起书来和我一样的德行,听到翘课就兴奋,学起技术就犯困,看见英文就打滚,恐怕早就迷糊过去了。不过,迷糊倒不用太着急,其实谁又不是从迷糊中走过来的呢?只要不再迷糊下去就行了。好,如果您看到这里,心里说的是这谁不懂啊,小儿科而已,我就门儿清,OK那么我要恭喜你,因为这篇文章对您来讲已经结束啦,您可以省下这点时间,不用再陪着我臭屁。不过如果你现在还是很困惑的话,那么从接下来的时间里,就请打起精神看仔细了,相信您看了以后,至少会得到一个比以前更清楚的认识。

    既然朋友们最爱问起的是流明,那么我们还是从这个常见的投影机指标谈起,大家都知道目前投影机都用流明作亮度单位,拿目前流行的LCD机种来说,三洋的PLV-Z1是700ANSI流明,松下的PT-E1AW10也是700ANSI流明,而爱普生的EMP-TW10有1000ANSI流明,在投影机的规格中可都标在亮度的这一栏,可实际上,这个流明并不真正是亮度的单位!

    从头说起吧,流明即是Lumen,那么这个Lumen到底代表了什么意义呢?好吧,Lumen严肃地讲实际上是代表着光的强度,也就是光通量(Luminous Flux即指光源在某一单位时间内所发出之光线总数量,一般称作光束)的单位,简而言之,流明就是光束照在物体表面的量。

    如果你对这个光束不是很想得通的话,那么可以再想想电流流过导体的量,水流过水管的量,再不济您总上过中学吧?当然这是开玩笑了,从中学物理课上我们学到过磁通量,与此类推,您应该对这个概念有点认识。再复杂点以技术面的角度讲,流明是辐射通量与发光效率的乘积。而辐射通量(Radiant Flux)是光源每秒发出的辐射能,至于发光效率是指不同的波长的光在人眼看来有不同的亮度感受,玩三枪的朋友对这个肯定有比较深的认识,因为在做三色汇聚时就可以明显地感受到绿色是最醒目的,而蓝色则比较难于辩认,这就是发光效率的表现。

    说到这里,也许谈得深了一些,您不必都弄得十分清楚,总之因为投影机是靠投射光线出去再现图像的,我们关心的是它发光强度的大小,因此可以借用流明作为它的“亮度”单位,实际在人眼看到的亮度感受还与投射尺寸的大小与所用屏幕息息相关的。那么流明在数学上又是怎样被定义的呢?当一个光源照射在一个立体角度形成的球面积上,这时如果测得光的强度是1烛光(Candela),我们就称作1流明。

    既然在流明的解释中提到了烛光,那么就接着说烛光。烛光(Candela),也有按译音叫“坎德拉”的,从它这个拼法来看,就和英文中的“蜡烛”(Candle)很近似嘛。没错,这个烛光的概念最早就是英国人发明的,它是发光强度(Luminous intensity)的单位,那时英国人以一磅的白蜡制造出一尺长的蜡烛所燃放出来的光来定义烛光单位。而现在的定义已有了变化:我们以一立方厘米的黑色发光体加热,一直到该发光体将溶为液体时,所发出的光量的1/60就是标准光源,而烛光就是这种标准光源所放射出来的光量单位。

    Candela可以简写为cd,我们常见到的cd/m2就是标示器材亮度的单位。如果您要追问,1cd/m2代表什么,有多亮呢?它实际代表1 Lumen/Steradian的光照度,至于这个Steradian是指球面度也是立体角的单位,指一个球体的内中心点为顶点,球体半径为底边所形成的球面角锥,而这个角锥的面积等于半径的平方。咦,不是要说1Candela到底有多亮啊?说了半天是不是越来越糊涂了,最精确的说法来了:当540X1012Hz的光以1/683瓦的功率照射在一个Steradian面积上,如果每平方米面积上测有1 Candela,那么我们就称之为1cd/m2,这个单位经常被用来表示CRT电视或等离子这样本身内部发光显示的器材。

   至于前投,因为它们都是投射出光线再借屏幕反射或透射光线来成像的,我们要了解的是光源发光投射出去的强度,所以我们就以流明来作为单位。LCD与DLP现在大多用ANSI流明,这个大家相信已非常熟悉了,象SONY的VPL-VW12HT有1000ANSI流明,DLP投影机中夏普XV-Z90则是600ANSI流明。当然,商用的机型会更高,2000ANSI流明以上也很常见。三枪也有用ANSI流明的,但多以10%峰值流明来表示,比如说比利时Barco仍在生产的星月(Cine)系列,其中Cine7就标示1000流明,这就是指10%峰值流明,如果以ANSI流明计,那么大约是180ANSI流明,三枪因为投影管的光输出能力比不上LCD和DLP的灯泡,一般在“亮度”这个指标上是远远不及LCD或DLP的。

    OK,再回过头来,那么如果在1平方米的面积上测得1流明的光照度呢?我们这时可以用1Lux来表示,好了,用到Lux(勒克斯)这个照度单位,就可以简单的与大家生活环境亮度联系起来谈谈实际人眼感受了。在太阳底下,一般是100,000 Lux,阴天也有8000 Lux,我们在公司里的环境大约是300 Lux,晚上您家街边的路灯只有5 Lux,星光就只有0.0003 Lux啦,不知道这么一说,您能不能再将流明等指标联系起来有个亮度感受,即便想象不出来也没关系,这个就留给那些喜欢做研究的朋友去想吧。

    大家知道既然用上了米(m)作单位,那么肯定是公制的单位,也许应该有对应的英制单位吧,猜得不错。在英制单位里,我们常用尺烛光(Foot Candle)和尺兰伯特(Foot Lambert)来表示。1流明的光照在1平方英尺的面积上,就是1尺烛光,而如果1平方英尺的面积反射出1流明的光,就是1尺兰伯特。看到这里,聪明的你一定猜到了,尺兰伯特可以用来测主动发光体的亮度(尺烛光不行),象CRT电视与等离子,而尺烛光则可以用来测投影机的亮度的(尺兰伯特也行),还有电影院里的银幕亮度,那么电影院里的银幕亮度大约是多少呢,差不多有35尺兰伯特,这样你对尺烛光(尺兰伯特)的亮度有了一个直观的印象吧。

    最后说说这个Luminance,它其实代表的是辉度,我们最常用到它是在N制电视里代表从白到黑的连续灰阶的,它是亮度的讯号,具体定义是Y=0.3R+0.59G+0.11B,Y就代表辉度,至于为什么要这样定义,我们这里就不深究了,以后有机会再说,现在您只要把它和流明(Lumen)区别开来就行了。

    好了,文章写到这里也该结束了,上面主要谈了谈与流明和投影机亮度有关的一些知识,对于求知欲望强烈与喜欢投影机的投影爱好者来讲,了解上面这么多恐怕也就差不多了,如果您还觉得不够,需要进一步的深入探讨,恐怕就只有求助于光学方面的专业著作了。

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