Lumintensa funkcio

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo
La du funkcioj de lumefikeco: pri fotopia vido (ruĝa kurbo) kaj skotopia vido (blua kurbo).

La Lumintensa funkciofunkcio de lumefikeco priskribas la mezan spektran sensaĵon de homa vidsenso de brileco. Ĝi estas bazita sur subjektivaj juĝoj, el kiuj paro de malsam-koloraj lumoj estas pli brila, por priskribi relativan sentivecon al lumo de malsamaj ondolongoj. Ĝi ne devus esti konsiderata tute preciza en ĉiu kazo, sed ĝi estas plentaŭga reprezentado de vida sensaĵo de homa okulo kaj ĝi estas valora kiel etalono por eksperimentajn celojn. La lumintensa funkcio \overline{y}(\lambda)V(\lambda)\, estas norma funkcio establita fare de la "Internacia komisiono pri lumigado" (Commission Internationale de l'Eclairage, CIE) kaj povas esti utiligita por konverti radiadan energion en luman (t.e., videblan) energion. Ĝi estas la centra kolorfunkcio de la CIE 1931 sistemo, kiu anstataŭas la sistemon RVB.

Detaloj[redakti | redakti fonton]

Ekzistas du lumintensaj funkcioj komune uzataj. Por ĉiutagaj lumniveloj, la fotopia funkcio de lumefikeco plej bone aproksimas la respondon de homa okulo. Pri malaltaj lumniveloj, la respondo de homa okulo ŝanĝas, kaj la skotopia kurbo valoras. La fotopia kurbo estas la CIE-norma kurbo utiligita en la CIE 1931 sistemo. La lumflukso (aŭ videbla energio) de lumfonto estas difinita per la fotopia lumintensa funkcio. La sekvanta ekvacio kalkulas la totalan lumflukson pri fonto de lumo.

\Phi_v \, = \, 683 \cdot \int^\infin_0 \overline{y}(\lambda) J(\lambda) d\lambda \, \ [\mathrm{lm}] \, ,

kie

\Phi_v \, estas la lumflukso mezurata en lumenoj;
J(\lambda)\, estas la distribuo de spektra povumo de elsendita radiado (povumo je unuo de ondolongo) en vatoj je metro,  J(\lambda) = \frac{\partial \Phi_e (\lambda)}{\partial \lambda} \, \ ;
\overline{y}(\lambda) (ankaŭ konata kiel V(\lambda)\,) estas la norma lumintensa funkcio (sendimensia, pro relativaj donitaj valoroj de efikoj);
\lambda\, estas ondolongo en metroj.

Formale, la integralo estas la interna produto de la lumintensa funkcio kun la lumospektro. [1]En praktiko, la integralo estas anstataŭigita per sumo de diskretaj ondolongoj, pri kiuj entabeligitaj valoroj de la lumintensa funkcio haveblas. La CIE distribuas normajn tabelojn kun klaraj funkciovaloroj por ĉiuj 5 nm intervaloj de 380 nm ĝis 780 nm. La norma lumintensa funkcio estas normaligita al pintovaloro de unu ĉe 555 nm (vidu luman koeficienton). La valoro de la konstanto antaŭ la integralo devas esti 683,002, sed kutime rondigita al 683 lm/W. La malgranda troa frakcieca valoro venas de la iometa misagordo inter la difino de lumeno kaj la kulmino de la lumintensa funkcio. La lumeno estas difinita por esti unuo por radiada energio de 1/683 vato ĉe frekvenco de 540 THz, kiu rilatas al norma ondolongo de 555.016 nm prefere al 555 nm, kio estas la kulmino de la lumefikeca kurbo. La valoro de \overline{y}(\lambda) 0.999997 estas ĉe 555.016 nm, tiel ke valoro de 683/0.999997 = 683.002 estas la multiplika konstanto. [2] La nombro 683 estas ligita al la moderna (1979) difino de la kandelo, la unuo de lumintenso. Tiu arbitra nombro igis la novan difinon doni nombrojn ekvivalentajn al tiuj de la malnova difino de la kandelo.

Plibonigoj de la normo[redakti | redakti fonton]

La fotopia lumintensa funkcio V(\lambda) de la normo CIE 1924, kiu estas inkludita en la CIE 1931 kolorkongruantaj funkcioj kiel la yfunkcio, estas delonge agnoskita subtaksi la kontribuon de la blua fino de la spektro pri perceptita lumeco. Tie estis multnombraj provoj plibonigi la norman funkcion, por fari ĝin pli reprezenta de homa vidado. Judd en 1951,[3] kaj pliboniginto Vos en 1978,[4] rezultigis funkcion konatan kiel CIE V_M (\lambda).[5] Poste, Sharpe, Stockman, Jagla & Jägle (2005) kreis funkcion koheran kun la Stockman & Sharpe konĉelo-fundamentojn;[6] iliaj kurboj estas grafike prezentitaj en la figuro pli sube.

Ankoraŭ en 2014, komuna normo de ISO kaj CIE poluris la difinon de la CIE- sistemo XYZ en tri-dimensia spaco.[7]

Skotopia lumintenso[redakti | redakti fonton]

Pri tre malaltaj niveloj de lumintenso (skotopia vido), la sensiveco de la okulo okazas pere de bastonetoj, ne per konusetoj, kaj pro tio ŝovas ĉe violan koloron, kulminante al ĉirkaŭ 507 nm pri junaj okuloj; la sensiveco estas ekvivalento al 1699 lm / W [8] aŭ 1700 lm / W [9] ce ĉitiu pinto.

La norma skotopia lumintensa funkcio aŭ V^\prime(\lambda) estis adoptita de la CIE en 1951, bazita sur mezuradoj de Wald (1945) kaj de Crawford (1949). [10]

Tia aparta propreco de homaj okuloj kondukis al esploroj por plibonigi lumigadon en urboj. [11]

Akromatopsio[redakti | redakti fonton]

Protanopia (verda) kaj deŭteranopia (ruĝa) lumintensaj funkcioj.[12] Por komparo, la norma lumintensa funkcio estas la flava kurbo.

Akromatopsio, aŭ kolorblindeco, ŝanĝas la sensivecon de la okulo rilatante al ondolongo. Pri homoj kun protanopio (mankas por ili ruĝaj konusetoj), la kulmino de la respondo de la okulo estas ŝovita al ĉe la malgrand-ondolonga parto de la spektro (ĉirkaŭ 540 nm). Homoj kun protanopio havas esence neniun sensaĵon al lumo de ondolongoj pli ol 670 nm. Pri homoj havantaj deŭteranopion (mankas por ili verdaj konusetoj), ekzistas malgranda ŝanĝo pri la pinto de la spektro, ŝovita al proksimume 560 nm.[12] Deŭteranopio rilatas al vera daltonismo, kontraŭe al komuna konfuzo kun protanopio. Pri homoj kun tritanopio mankas por ili bluaj konusetoj.[13][14]

La plej multaj mamuloj ekcepte la primatojn havas la saman lumintensan funkcion kiel homoj kun protanopio. Tio eblas studi la noktan vivon de bestoj prilumante la scenon kun grand-ondolongan lumon, kiun ili ne povas vidi.[15]


Por pli maljunaj homoj kun normala kolorvidado, la kristalino povas iĝi iomete flava pro katarakto, kiu movigas la maksimumon de sensiveco al la ruĝa parto de la spektro kaj malvastigas la gamon da perceptitaj ondolongoj.

Referencoj[redakti | redakti fonton]

  1. Charles A. Poynton (2003). Digitala Video kaj HDTV: Algoritmoj kaj Interfacoj (angle). Morgan Kaufmann. ISBN 1-55860-792-7.
  2. Wyszecki, Günter and Stiles, W.S. (2000). Color Science - Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae (Kolorscienco - Konceptoj kaj metodoj), 2-a (angle). Wiley-Interscience. ISBN 0-471-39918-3.
  3. Judd, Deane B. and Wyszecki, Günter (1975). Koloro en afero, scienco kaj industrio, 3-a (angle). John Wiley. ISBN 0-471-45212-2.
  4. Vos, J. J. (1978). Colorimetric and photometric properties of a 2° fundamental observer (Kolorimetrio kaj fotometrio), 3 (angle). Color Research and Application 3 p. 125–128.
  5. ; Burch, J. M.. Interim report to the Commission Internationale de l'Eclairage Zurich 1955, on the National Physical Laboratory's investigation of colour-matching (Provizora raporto al la Internacia Komisiono pri Lumigado, Zuriko 1955, pri la Nacia Fizika Laboratorio por esploro de koloro-kongruado., 4 (angle). Optica Acta 2 p. 168–181 (1955).
  6. ; Stockman, A.; Jagla, W.; Jägle, H.. A luminous efficiency function, V*(λ), for daylight adaptation (Lumintensa funkcio, V*(λ), por lumtaga adaptado). (angle). Journal of Vision 5 (11) p. 948–968 (2005).
  7. http://www.cie.co.at/main/index.php?i_ca_id=935 Joint ISO/CIE Standard ISO/CIE 11664-6:2014(E) (Komuna ISO/CIE normo 11664-6:2014/E) (angle)
  8. ; Duco Schreuder. Light Pollution Handbook (Manlibro pri luma poluo) (angle). Springer. ISBN 1-4020-2665-X (2004).
  9. Casimer DeCusatis (1998). Handbook of Applied Photometry (Manlibro pri aplikita fotometrio) (angle). Springer. ISBN 1-56396-416-3.
  10. [1] CIE skotopia kurbo (1951) (angle)
  11. [2] The Effect of Spectral Power Distribution on Lighting for Urban and Pedestrian Areas (Le efiko de spektra energia distribuo sur lumon por urbaj kaj piediraj zonoj), CIE 206:2014 (angle)
  12. 12,0 12,1 Deane B. Judd (1979). Kontribuoj al koloscienco (angle) (Washington D.C. 20234) p. 316. NBS.
  13. Tritanopia – Blu-flava akromatopsio. Kontrolita en majo 2012. (angle)
  14. What Is Colorblindness and the Different Types? (Kio estas akromatopsio kaj malsamaj tipoj?); vidu ankaŭ la prezentilon (PowerPoint Microsoft) de D-ro Rabin . Alirdato la 1-an de aŭgusto 2011 (angle)
  15. I. S. McLennan & J. Taylor-Jeffs (2004). The use of sodium lamps to brightly illuminate mouse houses during their dark phases (Uzo de natria lampo por helege lumigi musajn ĉambrojn dum malhelaj fazoj) (angle). Laboratory Animals 38 p. 384–392.

Fonto[redakti | redakti fonton]

Tiu artikolo estas tradukita el la angla Vikipedio, helpe de WikiTrans.

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]

Bildaro[redakti | redakti fonton]

Fotopia (nigra) kaj skotopia (verda) lumintensaj funkcioj; La fotopiaj kurboj inkludas la CIE 1931-normon (kontinua), la modifitajn datenoj de Judd–Vos en 1978 (streketita), kaj la datenoj de Sharpe, Stockman, Jagla & Jägle en 2005 (punktita). La horizontala akso estas ondolongo esprimita en nanometroj (nm).
La fotopia (blua) kaj skotopia (ruĝa) funkcioj de lumefikeco estas relativaj funkcioj (kulminaj punktoj valoras 1).
La fotopia (blua) kaj skotopia (ruĝa) funkcioj de lumefikeco estas ĉitie absolutaj kaj esprimitaj en lumeno/vato (lm/W); kulmina punkto estas kun K=683 lm/W pri fotopia vido, ju pli la okulĉeloj estas sensivaj, des pli sufiĉas malgranda lumenergia flukso.