немного инфы о свете

[SM09]

Немного инфы о свете (не о девушке Свете :blush2 для тех, кому все время некогда есть на http://www.mantrid.ru/forum/showthread.php?t=576.
Прочитал почти все на веломании о велосвете и пришел к выводу, что далеко не все представляют предмет обсуждения. В Инете инфы на эту тему полно, ну да еще одна ссылка не помешает.

[vaska]

...пришел к выводу, что далеко не все представляют предмет обсуждения.

Вот именно: прежде, чем учить других, не поленитесь хотя бы для себя выяснить, что же такое световой поток и сила света, а то по Вашей ссылке про эти величины полная ахинея написана, не имеющая ничего общего с действительностью.
Если правильно, то световой поток - это общее количество света от источника, приведенное к кривой восприимчивости человеческого глаза, а сила света - это как раз световой поток в телесном угле в 1 стерадиан.

[GDT]

А я вот всё думаю, можно ли измерить световой поток, имея цифровой фотоаппарат, люксметр и Фотошоп?

1. Закрепляем фонарь и светим им на диффузно рассеивающую поверхность. Ждём некоторое время, даём режимам устояться.
2. Отмечаем небольшую область и измеряем её освещённость люксметром -- она у нас будет опорной.
3. Фотографируем пятно в RAW, конвертируем посредством dcraw в линейный TIFF -- как я понимаю, в нём значение пиксела прямо пропорционально его яркости (если быть точным, освещённости матрицы).
4. Умножаем в Фотошопе или каком-нибудь Маткаде на две взвешивающих маски: виньетирование фотоаппарата и отношение сила света/яркость в зависимости от радиуса. Первая определяется опытным путём, вторая рассчитывается.
5. В том же Фотошопе или Маткаде находим среднюю яркость после взвешивания, умножаем на площадь кадра, учитываем измеренную освещённость в опорной точке, и получаем световой поток.

Или нет?

[avtopriz]

Вот у меня есть флешметр Seconik 358 - можно им замерить, главное как потом пересчитать выданную им экспопару. Измеряет падающий свет.

[GDT]

Вот у меня есть флешметр Seconik 358 - можно им замерить, главное как потом пересчитать выданную им экспопару. Измеряет падающий свет.

Ну у меня, положим, тоже есть экспонометр ("Свердловск-4" :p), измеряющий падающий свет.
Прелесть люксметра в том, что не надо пересчитывать экспопару в люксы, к тому же по уму он должен уже на входе взвешивать падающий свет по спектральной кривой чувствительности глаза посредством специального светофильтра, чего фотоэкспонометр наверняка не делает должным образом.
Хотя, конечно, не факт, что в китайском приборе дешевле 1000 рублей фильтр этот есть...

---------- Добавлено в 19:07 ---------- Предудущее сообщение было в 02:06 ----------

Если правильно, то световой поток - это общее количество света от источника, приведенное к кривой восприимчивости человеческого глаза, а сила света - это как раз световой поток в телесном угле в 1 стерадиан.

А по-моему всё корректно у них написано. В системе СИ первичная фотометрическая единица почему-то (исторически сложилось?) именно кандела, а не люмен, хотя и определяется она сейчас не как сила света кусочка абсолютно чёрного тела определённой площади при температуре плавящейся платины, а как Вт/стерадиан при длине волны 555 нм, т.е. по сути через энергетический аналог светового потока.

Поток, соответственно, определяется как кандела*стерадиан.

Хотя для понимания, согласен, проще и логичнее определять не люмен через канделу, а канделу через люмен, как ты и написал.

[vaska]

Хотя для понимания, согласен, проще и логичнее определять не люмен через канделу, а канделу через люмен, как ты и написал.

Согласен, я был бестактен спросонья, но предлагать мутные формулировки соотношений величин, взятые из БСЭ 1957 г вместо простых внятных определений, и совать нас в них рылом, - показалось мне не меньшей бестактностью.

[Ites]

4. Умножаем в Фотошопе или каком-нибудь Маткаде на две взвешивающих маски: виньетирование фотоаппарата и отношение сила света/яркость в зависимости от радиуса. Первая определяется опытным путём, вторая рассчитывается.

Не понял что такое второе, но виньетирования можно избежать, если поджать диафрагму до /8, например, на каком-нибудь фиксе типа 50мм.

[GDT]

Не понял что такое второе, но виньетирования можно избежать, если поджать диафрагму до /8, например, на каком-нибудь фиксе типа 50мм.

Ну виньетирование вроде бы и самой матрице свойственно, за счёт косого падения лучей. Хотя пишут, что его уже в алгоритмах обработки фотоаппарата компенсируют.
Но и оптическое виньетирование всё-таки есть -- если фотографы меньше -0,7 стопа (-38%) считают уже несущественным, то для целей измерения и -0,2 стопа (у объектива Canon 50/1.8 при f/8) ощутимо (-13%).

А второе... дык, если я это засяду и осмыслю, я и формулу маски сразу напишу. А пока лениво, это только общие наброски.
Допустим, берём узконаправленный фонарик и гуляем его лучом по белой поверхности, вращая вокруг центра его головы. При удалении от ближайшей к фонарику точки (точки плоскости, на которую падает нормаль от точки вращения) будет падать яркость пятна за счёт увеличения расстояния и более косого падения лучей, но, с другой стороны, будет увеличиваться его площадь. Будет ли сумма яркостей всех пикселов снимка всего экрана при этом уменьшаться, и если будет, то по какому закону, и надо сообразить.
Если просто отодвигать фонарик от экрана (разумеется, оставив фотоаппарат на месте), то, сдаётся мне, сумма эта будет постоянной (освещённость уменьшается пропорционально квадрату расстояния, но пропорционально ему же растёт площадь пятна). А вот если наклонять, всякие косинусы полезут... :o
Ещё при наклоне добавится влияние неидеальной диаграммы направленности рассеяния экрана.

По идее, можно получить сразу общую маску, равную произведению первой и второй, экспериментальным путём.

Либо ставим источник с круговой диаграммой направленности (шарообразная дуговая лампа от кинопроектора, типа ДКсШ, наверное, подойдёт :D; у меня есть рабочая ртутная ДРШ-250, но она, собака, шибко ультрафиолетовая; если без фанатизма, то можно и лампочкой накаливания обойтись, наверное), ставим значит этот источник на место тестируемых фонарей перед экраном, перекрываем лишний свет чем-нибудь чёрным, чтобы отражения от стен комнаты не мешали (отражением от стен света, отражённого от экрана, придётся пренебречь), и фотографируем экран.
(Диаграмму направленности лампы можно проверить тем же люксметром.)

Либо же делаем серию вышеописанных снимков с узконаправленным фонариком и по ней домысливаем и рисуем маску вручную.

[Ites]

Ну виньетирование вроде бы и самой матрице свойственно, за счёт косого падения лучей.

Ну да, но зависит от матрицы, это разным образом компенсировать пытаются, в основном, микролинзами играются.

Хотя пишут, что его уже в алгоритмах обработки фотоаппарата компенсируют.
Но и оптическое виньетирование всё-таки есть -- если фотографы меньше -0,7 стопа (-38%) считают уже несущественным, то для целей измерения и -0,2 стопа (у объектива Canon 50/1.8 при f/8) ощутимо (-13%).

Если я правильно понял, то там использовался 1Ds, т.е. полнокадровый фотоаппарат, на APS-C должно быть заметно меньше. Ну а если уж на то пошло, то можно и самостоятельно сделать кроп из середины такой, чтобы виньетированием можно было пренебречь.

Сорри, но от меня начал ускользать физический смысл всех этих действий. Что измерять то пытаемся? Можно ли использовать фотоаппарат для измерения освещённости? Можно. Можно ли им заменить измерительную сферу? С какой-то погрешностью, наверняка. Мне кажется, гораздо полезнее вместо фотографирования белых стен и вычисления сферических коней в вакууме, проводить фотографирование в условиях, приближённых к реальным, т.е. на местности. Разбить местность на сектора, и в этих секторах замерить освещённость, которую зарегистрировал фотоаппарат тем методом, что ты собирался через RAW, только не dcraw, а 4channels. Местность должна быть эталонная, с эталонной отражающей поверхностью, тогда можно говорить о сравнении и повторяемости. Фотоаппарат регистрирует освещённость похожим на глаз методом, если угол обзора не широкий, так что будет вполне репрезентативно. Можно даже с панорамной головой узкими углами панораму снимать, чтобы не нужно было учитывать влияние косого падения лучей на матрицу.

[GDT]

Если я правильно понял, то там использовался 1Ds, т.е. полнокадровый фотоаппарат, на APS-C должно быть заметно меньше.

Да, полнокадровый, но посерединке нарисован кроп, соответствующий, видимо, APS-C. Именно в пределах этого кропа я и указал виньетирование (на краях полного кадра там вообще жуть).

Сорри, но от меня начал ускользать физический смысл всех этих действий. Что измерять то пытаемся? Можно ли использовать фотоаппарат для измерения освещённости? Можно. Можно ли им заменить измерительную сферу? С какой-то погрешностью, наверняка.

Именно. Хочется просто тупо измерить подручными средствами световой поток разных фонариков и сравнить его с заявленным.

Мне кажется, гораздо полезнее вместо фотографирования белых стен и вычисления сферических коней в вакууме, проводить фотографирование в условиях, приближённых к реальным, т.е. на местности. Разбить местность на сектора, и в этих секторах замерить освещённость, которую зарегистрировал фотоаппарат тем методом, что ты собирался через RAW, только не dcraw, а 4channels.

Ну примерно этим на фонарёвке занимаются, только без рава и измерений. С измерениями, конечно, было бы приятнее.
Кстати, если бы на фонарёвке ставили фотоаппарат рядом с фарой, а не на удалении от неё, можно было бы один раз снять эталонную местность при свете эталонного точечного источника, лучше в HDR, и потом как-нибудь умножать этот идеальный снимок на "сферического коня в вакууме" -- бимшот очередного фонаря на плоском белом экране. :D Вернее, не на него, а на отношение его к бимшоту точечного источника на том же экране. (Только тонкости взаимодействия спектров не получатся, не укладывающиеся в модель RGB.)
Поначалу я сгоряча подумал, что и со сдвигом аппарата относительно фонаря можно, но потом понял, что нифига -- параллакс не даст.

Насчёт же методики измерения.
Посчитал идеальное распределение освещённости экрана точечным источником при фиксированном расстоянии до экрана по нормали (h) как функцию радиуса на экране от этой нормали до интересующей точки P (r, на картинке не обозначен).

Получилось E = (I/h**2)*Cos(a)**3 = I*h/((r**2+h**2)**(3/2)) (квадратный корень в кубе).
Именно до него должна доводить корректирующая маска бимшот от точечного источника.
(Для диффузно отражающей поверхности яркость L = ρ·E/pi, где ρ -- коэффициент отражения.)

Если водить узким фонарём из одной точки -- с учётом маски сумма яркости всех пикселей экрана должна оставаться константой независимо от места экрана, куда светим.
(Только надо вычесть темновой кадр, чтобы большая масса пикселей с маленькими уровнями не влияла на сумму пикселей маленького пятнышка с большими уровнями. Или вырезать область вокруг этого пятна, остальное полагая нулю. Или чуть-чуть приподнять уровень чёрного -- на большие уровни это повлияет слабо, зато гарантированно убьёт темновые шумы.)

Кстати, спасибо за 4channels -- не знал, надо будет попробовать. Как и вообще libraw -- хотя на неё я, кажется, в своё время натыкался, но потом совсем забыл...

---------- Добавлено в 02:45 ---------- Предудущее сообщение было в 02:13 ----------

Согласен, я был бестактен спросонья, но предлагать мутные формулировки соотношений величин, взятые из БСЭ 1957 г вместо простых внятных определений, и совать нас в них рылом, - показалось мне не меньшей бестактностью.

Увы, эти формулировки формально верные и до сих пор кочуют из книжки в книжку. Сколько мне в молодости эта кандела крови выпила -- категорически понять её не мог!..
И формулировка эта не могла быть в БСЭ (хоть эта энциклопедия и не 1957 года, а годов 1970-х последнее издание), т.к. международная комиссия мер и весов приняла определение канделы через ватт только в 1979, а у нас, видимо, его ввели ещё позже, потому что и в Советском энциклопедическом словаре 1985 года, и в Физическом 1984 г. она определена ещё через свечение полного излучателя. И только в талмуде "Физические величины" 1991 года она определена через Вт/ср, и при этом, кстати, очень грамотно описана как "величина, равная отношению светового потока, распространяющегося от источника излучения в рассматриваемом направлении внутри малого телесного угла, к этому телесному углу". Но при этом всё-таки именно она, а не световой поток, остаётся основной единицей СИ.

Вот, кстати, очень толковая статья попалась, на которую действительно стоило бы давать ссылку, и в которой система величин построена по-твоему:
архив журнала «625», 2004 г. Система световых величин