輝度と照度の違いは何ですか？

これについてもっと読むほど、混乱してしまいます。照度は、私はそれを理解するように、で測定ルクス、表面上の光の知覚される明るさです。それは、入射光センサーで測定するものです。したがって、輝度は、その表面を見て知覚する反射光の量です。これは、カメラの照度計が測定するものです。私は今のところ正しいですか？

どちらの場合も、「知覚」という言葉は重要です。これは、光度関数を使用してスケールに重みを付け、波長を人間の目の特定の感度にマッピングするためです。しかし、照度の場合、目が問題の表面である場合、実際の知覚しかありません。

基本的にはこれを把握できますが、「家族の居間：50ルクス」などのチャートに出くわします。ちょっと待って！それは実際に家の中で典型的なライトはその明るいことを意味しています、またはそれだけで混乱し、間違っている、またはAM 私は混乱し、間違っていますか？

光源の写真を直接撮影していない場合、なぜ入射光メーターの読み取りが写真撮影に役立つのでしょうか？フィルムまたはセンサーによって記録された反射光は、通常、写真になります。入射光計がある場合、その読み取り値はカメラの設定とどのように関係していますか？

入射光メーターは販売されて使用されているため、これは何らかの有用な変換が必要であることを意味します。しかし、これは私の脳が爆発する場所です。Googleは、1ルーメンは1カンデラに等しいと言っているので、1ルーメン/m²（つまり1ルクス）は1カンデラ/ m2（つまり1 nit）に等しくなければなりません。しかし、明らかにこれには何かが欠けています。「ステラディアン」と呼ばれるものがあります。コーンが関与しています。これを聞いたことはありませんでした。どのように収まりますか？LED家庭用照明の有用性を計算する際にどのように決定されるかはわかりますが、写真の場合、私は迷っています。

私の脳の一部（爆発、前段落から）は、これをTTLとインシデントメーターのフラッシュメータリングの違いに関連付けようとしています。しかし、シーン内のオブジェクトの反射特性を知らなくても、インシデントメーターはどのように機能しますか？これは、入射光量計ルクス→EV標準の「C」とは何ですか？それは単なる平均的な、おそらく機能する値なのでしょうか、それともそれ以上のものがありますか？そして、それが単なる平均である場合、平均外のシーンを補正するためにどのような知識が必要ですか？（K定数および反射測光による18％グレーの場合と同様に、写真家は、シーンをメーターで与えられる平均よりも明るくするか暗くするかを単純に判断します。）

とても混乱しています。要するに：

• 違いは何ですか？
• 両者を有意義に変換できますか？
• 照度/入射光の測定は、いつどのように写真に役立ちますか？

更新：Stanの答えに感謝します。これは、いつ、どれだけうまくいくかの3番目のポイントをカバーしています。上記のように、基本的に最初のポイントがわかったと思います。しかし、数学的抽象と写真の実用の両方で、変換の問題をカバーするいくつかの答えをいただければ幸いです。そして、私はそれ以上の理由と方法も気にしません。

スタンの答えは、実用的な観点から計量を説明するのに優れています。また、特にステラジアンとラックスからEVへの変換について、詳細を尋ねているようです。リンクしたウィキペディアの記事とそこからのいくつかの子リンクを使用して、いくつかのことを説明し、残りは外挿に任せることができると思います。

まず、ステラジアン。奇妙な用語と奇妙な概念ですが、実際にそれが何であるかを理解すると、物事はより意味を持ち始めます。一歩後退するには、まずラジアンについて話しましょう。ラジアンは角度の尺度であり、簡単に言えば次のことを意味します。

1 ラジアンは、円の半径と長さが等しい円弧です。

ラジアンは2次元平面で測定されます。ステラジアンはラジアンに似ており、3次元でのみ測定されます。ステラジアンの定義は次のとおりです。

1つのステラジアンは、球の半径の2乗に等しい面積を持つ球の表面上の円形パッチです。

ステラジアンとは、2Dの角度を3次元空間に奇妙に「投影」したもの、またはいわゆる立体角です。2D角度と球体の表面の交点は、円形パッチ（それ自体はラジアンアークによって二等分されます）と交差します。別の用語は平方ラジアンです。1つのステラジアンを表す立体角は、次のように計算されます。

θ = A/r^2

興味深いことに、単純にr ² / r ²であるか、m ² * m ^-2の単位を持ちます。 。

球に関するステラジアンの定義を完了するには：

球全体の立体角は4πsrに相当します。

別の方法で見るかもしれません：

球の表面積の単位は4πsrです。

ステラジアンの定義は邪魔にならないので、内腔とカンデラの関係をより明確に理解することができます。リンクされたウィキペディアの記事によると：

1 lm = 1 cd sr

または、1ルーメンは1カンデラステラジアンに等しくなります。カンデラステラジアンは、ステラジアンから放出される光の発光力であり、これは、上記の説明からわかるように、球体の半径の2乗に等しい球体上の円形パッチの面積です。

物事をより現実的なものにするために、議論に光源を取り入れると、次のようになります。半径1.5インチ、1ルーメンのメートルの電球があると仮定すると、その電球の表面の任意の領域から1 cdを放出し、1.5 " ²（総面積2.25"）であると説明できます。

完全な電球は、実際にはすべての角度から合計1 cd4πsr、または合計12.57 lmを放射しています。ただし、ライトメーターは12.57 lmを測定しません。これは、バルブに対するすべての角度ではなく、バルブに対する1つの角度からしか測定しないためです。ライトメーターが約1ステラジアンに実質的に敏感であると仮定すると、1ルーメンを測定します。

さらに質問がありますか？

Q：1つのカンデラではなく、1つのルーメンを1つのカンデラステラジアンと同一視するのはなぜですか？

A：答えはgeometryです。カンデラを記述することは、光の量を伝えるのに役立ちますが、必ずしもその濃度または放射の形状とサイズではありません。ステラジアンを混合物に入れる目的は、光のルーメンを放射する光源に対して特定の幾何学的形状と面積を伴うことです。

高密度の光源を使用する場合は、より重要になります。たとえば、低出力レーザーポインター（ミリワット）は、250,000 w / srに相当します。さて、120,000 w / srの目の密度機能を考えると、それは些細なこと以上になります-わかりますか？ああ待って、あなたは見えない！

ウィキペディアによると、1 ルクスは1平方メートルあたりのルーメンの測定です。単位で言えば、1 lmは1 cd srと等しいため、次のようになります。

1 lux = 1 cd sr/m^2

正しく理解すれば、1 luxと読むことができます。これは、測定された表面に向かって1 cd srの光パワーを放射する半径1メートルの光源で照らされた表面で受けた光の量に相当します。

EVへルクスの変換は、我々はから変換するための250の「共通」値は、単純な式正確であると仮定した場合しかし、C.私はCを導出する方法を具体的に言うことができない定数を伴うかなり単純なものであるルクスEVのようになります。

EV = log ₂（E * S）/ C

ここで、SはセンサーISO、Eはルクス単位の照度です。シーンが1ルクスで照らされ、ISOが100であると仮定した場合（長文、一般的な計算機での計算のために10を底とする対数に変換されます）：

EV = log ₂（1 * 100）/ 250
EV = log ₂ 100/250
EV = log ₂ 0.4
EV = log ₁₀ 0.4 / log ₁₀ 2
EV = -0.398 /
0.301 EV = -1.322

非常に低い露出値ですが、1ルクスで提供されるわずかな照明では予想されます。逆に、特定のEVをサポートするために必要な照明の量を把握するために、EVとE（ロングハンド）間の変換を再配置できます。

EV = log ₂（E S）/ C
2 ^EV = 2 ^{log ₂（E} S）/ C
2 ^EV = E * S / C
2 ^EV * C / S = E * S / C * C / S
2 ^EV * C / S = E
E = 2 ^EV * 250/100

これにより、EVからルクスを計算するための素敵な簡単な公式が得られます（ISOが100の場合）。

E = 2 ^EV * 2.5

ターゲットEVが1の場合、次のようにルクスを計算します。

E = 2 ¹ * 2.5
E = 2 * 2.5
E = 5

1つのEVを露光するには、正確に5ルクスの照明、または5 cd sr / m ^ 2、または5 lm / m ^ 2が必要です。

さらに質問がありますか？

Q：単にルーメンを測定するのではなく、lm / m ^ 2のルクスを測定するのはなぜですか？

A：答えは、単位、またはより具体的には、人間が容易に認識できる面積の単位です。カンデラステラジアンは、量とジオメトリを伝えるのに役立ちますが、ステラジアンはそれ自体がユニットレスです。ジオメトリを純粋に定義しますが、特定の領域は指定しません。ステラジアンは、球の実際の半径に関係なく、ステラジアンです。ただし、1平方メートルあたりのカンデラステラジアンは、1 luxが実際にどれだけの光であるかを正確に理解できるほど十分な単位特異性をもたらします（これは、率直に言って、まったくそれほどではありません）。

問題のあるスペースはほぼ固定されています。入射光測定は、その特性反射率などに関係なく、被写体に当たるものを測定し、反射光測定は、入射光の特性に関係なく、被写体から反射されるものを測定します。あなたが指摘したように、カメラの記録媒体は、被写体から反射したもの（または、光源が画像に含まれている場合、それが透過したもの）を記録します。どのタイプの測光が使用されようとも、ゲームの目的は、画像に適切に被写体から来る光を記録することです。

カメラ内メーターであろうと、個別の携帯スポットメーターであろうと、平均メーターであろうと、反射光メーターで何が起こっているかを簡単に想像できます。入射光の測定は、想像するのが少し難しくなります。

ほとんどの入射光の測定は、ドーム型のインバーコンで行われます。基本的に、180度（すべての方向で軸から90度離れた）からの光を受け入れ、その光の18％を感光要素に透過する、半球のディフューザが感光要素の上にあります。（通常、要素は反射光メーターとしても使用できますが、メーターの付属品が必要になる場合があります。）光源を個別に測定するには、個々の光源からドームをシェーディングするか、光源を選択的にオンまたはオフにします（スタジオ照明を使用して）照明比（被写体のハイライトとシャドウになるエリア間の照明の差）を決定します。

作業方法は異なりますが、あなたが達成していることは、被写体に接するように角度を付けて灰色のカードを被写体の位置に置き、その灰色のカードのスポットメーターの読みを話すこととほぼ同じです。主題については何も語りませんが、それは良いことです。測光が被写体に依存している場合、被写体の反射率を知る必要があります（または、ゾーンシステムの用語では、露出スケールで被写体を配置する場所）。その少しの知識がなければ、メーターの測定値だけを使用して主題についての真実を伝えることができません-あなたは完全に調性の全範囲をキャプチャすることができるかもしれませんが、それは、例えば、ひどくアンダーまたは実際にキャプチャしようとしていたものを露出オーバーにします。

そのため、入射光と反射光の測定にはこのような違いがあります。入射光の測定は、スタジオで最も頻繁に使用されますが、場所の肖像画やファッション/製品の作業でも頻繁に使用されます。通常、画像には絶対に強打する必要のあるものがあります。これは、計測時に式から完全に除外し、実際の反射率と色特性をセンサー上のどこかに落とすことによって達成するのが最善です。シーンの残りの部分は雰囲気があります-あなたはそれらをあなたの心のコンテンツで遊ぶことができ、被写体が正しく照らされて露出されている限り、写真はあなたが望むものになります。

制御されていない環境で、特に風景のようなものを撮影する場合、一般的に「真実」をあまり心配せずにすべてを（いわば）取り込みたいと思うでしょう。これらの場合、「真実」はより主観的であり、あなたは真実のバージョンをサポートするデータを収集しようとしています。それは、あなたにとって重要なディテールを維持するために、ゾーンVIIの市民を痛々しいほど明るくしたり、真っ暗な黒さをかろうじて暗い中間色に強めたりすることを意味します。しかし、あなたは世界のどこに物事が行くのかを知る必要があります。または、カメラのシーン認識アルゴリズムにその決定を行わせることもできます。

ただし、どちらの場合でも、メーターは単なる出発点です。それはあなたを球場に導き、あなたの経験とビジョンはあなたの主観的な要件を満たすために客観的な現実を調整させます。