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亮度

亮度是指发光体(反光体)表面发光(反光)强弱的物理量。人眼从一个方向观察光源,在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比,定义为该光源单位的亮度,即单位投影面积上的发光强度。亮度的单位是坎德拉/平方米(cd/m2)亮度是人对光的强度的感受。它是一个主观的量。与光照度不同的,由物理定义的客观的相应的量是光强。这两个量在一般的日常用语中往往被混淆。亮度也称明度,表示色彩的明暗程度。人眼所感受到的亮度是色彩反射或透射的光亮所决定的。

物理表达式

式中:

Φ:光通量

Ω:立体角

θ: 给定方向与单位面积元ds法线方向的夹角

亮度(lightness)是颜色的一种性质,或与颜色多明亮有关系的色彩空间的一个维度。在 Lab 色彩空间中,亮度被定义来反映人类的主观明亮感觉。

亮度是指画面的明亮程度,单位是堪德拉每平米(cd/m2)或称nits,也就是每平方公尺分之烛光。当前提高显示屏亮度的方法有两种,一种是提高LCD面板的光通过率;另一种就是增加背景灯光的亮度。

需要注意的是,较亮的产品不见得就是较好的产品,显示器画面过亮常常会令人感觉不适,一方面容易引起视觉疲劳,同时也使纯黑与纯白的对比降低,影响色阶灰阶的表现。因此提高显示器亮度的同时,也要提高其对比度,否则就会出现整个显示屏发白的现象。此外亮度的均匀性也非常重要,但在液晶显示器产品规格说明书里通常不做标注。亮度均匀与否,和背光源与反光镜的数量与配置方式息息相关,品质较佳的显示器,画面亮度均匀,柔和不刺目,无明显的暗区。

如今在LCD亮度的技术研究方面,当前已经达到800甚至更高,已经接近CRT显示器水准。此外液晶显示器的亮度有不同标称方式,例如典型亮度为350,最大亮度可能是400,具体是那种,厂商一般不做说明。因此会出如今一定范围内不能仅通过参数区分显示器好坏的情况,购买液晶显示器时还要综合考虑对比度等因素,最好实际观看显示效果。

时下最火热的LED背光技术的引进,对显示器影响巨大。LED背光显示器是通过LED高亮的特点,令显示器亮度提升。国内一线品牌如华硕、三星、LG等都已经开始将LED作为部分主打产品的首选的背光源。当然这些大品牌显示器由于显示器产品品质较佳,所以不会因为亮度的提升而导致显示器“晃眼”,这与LED背光技术并没有太多关联,所以消费者不必太过迷信LED背光能够为显示器显示效果带来一个质的提升。

星星的亮度

大约在2000多年前,希腊天文学家伊巴谷提出了一种测量恒星的“星等”的方法。他把恒星的亮度分成6个等级。每一个星级比下一级亮两倍半,因而1等星比6等星要亮约100倍。

根据人眼机理及人的视觉模型,人眼感知的主观亮度和实际的客观亮度之间并非完全相同,但是有一定的对应关系。人眼能够感觉的亮度范围(称为视觉范围)极宽,从千分之几尼特直到几百万尼特。其所以如此之宽,是由于依靠了瞳孔和光敏细胞的调节作用。瞳孔根据外界光的强弱调节其大小,使射到视网膜上的光通量尽可能是适中的。在强光和弱光下,分别由锥状细胞和杆状细胞作用,而后者的灵敏度是前者的1万倍。在不同的亮度环境下,人眼对于同一实际亮度所产生的相对亮度感觉是不相同的。例如对同一电灯,在白天和黑夜它对人眼产生的相对亮度感觉是不相同的。另外,当人眼适应了某一环境亮度时,所能感觉范围将变小。例如,在白天环境亮度10,000特时,人眼大约能分辨的亮度范围为200~20,000尼特,低于200尼特的亮度同感觉为黑色。而夜间环境为30尼特时,可分辨的亮度范围为1~200尼特,这时100尼特的亮度就引起相当亮的感觉。只有低于1尼特的亮度才引起黑色感觉。

人眼感知的亮度与光强成指数关系,而物理学定义的亮度与光强成正比。

LED显示屏的光强度单位:cd/m2或nit(尼特,1nit=1cd/m2

显示器的亮度定义为全白颜色下的亮度值。事实上在人们日常使用中是不需要这样高的亮度的,过高的亮度反而会给眼睛带来伤害。在绝大多数显示器中,出厂的设置基本为100-亮度,因为亮度更高让使用者对画面直观的感受会更好一些,然而长时间过高的亮度对视觉伤害是很大的。

比较权威的说法是亮度介于120cd/m2到150cd/m2之间能在健康和视觉效果上得到一个折中点。市场上各大显示器知名品牌,例如华硕、三星、LG、AOC等等,他们的主流19,22寸显示器的亮度标称多为300cd/m2,更大的尺寸亮度更高。例如华硕液晶显示器24寸以下的显示器基本都在300cd/m2左右,而如华硕MT276H这样27寸的显示器亮度则达到400cd/m2,所以消费者在关注显示器亮度参数的时候也要考虑到自己是否会使用到那样高的亮度。

为一光源在给定方向上的发光强度,单位candela,即坎德拉,简称坎、cd。有人仍然用烛光来表示发光强度,那太老了,要知道1940年(又一说1948年)已经采用新烛光了,只不过“烛”=candle罢了。1968年以后烛光被废除。

光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量,单位流明,lm

1lm(流明)的光通量均匀分布在1表面上所产生的光照度,单位勒克斯,lx

单位光源面积在法线方向上,单位立体角内所发出的光流,单位尼特,nt

衡量手电筒和LED一般用发光强度,但早期的LED“亮度”低,因此都用毫cd来衡量,即mcd,后来出来了上千、上万mcd的,单位也不改了,因此1000mcd=1cd。

相关解释:

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