Desde la existencia de la humanidad, la oscuridad ha sido el obstáculo en el camino hacia la felicidad de todos los seres humanos y la fuente del miedo humano.
La invención de la luz eléctrica fue un paso decisivo para vencer la oscuridad y liberar a la humanidad de la noche por completo. En ese momento, algunas personas comenzaron a plantearse una pregunta: ¿Cómo debemos juzgar la fuerza de la luz?
El método más directo consiste en confiar en el ojo humano para juzgar la intensidad de la luz. Sin embargo, esto solo nos proporciona un montón de adjetivos, como tenue, débil, poco iluminado, brillante, deslumbrante, etc.
Esta información ambigua puede variar de persona a persona, lo que dificulta la comparación cuando es necesario. Por lo tanto, es urgente proporcionar una descripción cuantitativa de la intensidad de la luz, permitiendo que las fuentes de luz tengan sus propias unidades y definiciones.
La definición inicial de intensidad de la luz
Hace unos doscientos años, la gente descubrió una forma aproximada de medir la intensidad de la luz, llamada pie-candela:
Es la densidad de energía de la luz recogida en una pulgada cuadrada de superficie cuando se observa una vela de un pie de largo (aproximadamente una libra de peso) ardiendo horizontalmente.
Este método de medición rudimentario sentó las bases para el "aceite de ballena" adoptado por la Ley de Alumbrado Público de Gas Urbano en Gran Bretaña en 1860, así como para fuentes de luz estándar posteriores, como las lámparas de aceite vegetal y las lámparas de pentano.
Mejoras en las unidades luminosas
Sin embargo, con el desarrollo de la ciencia, el método de medición aproximado no pudo adaptarse a la creciente variedad de objetos luminosos. Por ello, en 1948, en la Novena Conferencia Internacional de Pesos y Medidas, se decidió adoptar un cuerpo negro a la temperatura del punto de solidificación del platino como estándar para la intensidad luminosa, y el candela Se estableció como la nueva unidad de intensidad luminosa.
Durante su aplicación se descubrió que la definición anterior contenía errores importantes. Finalmente, en la Decimosexta Conferencia Internacional sobre Pesas y Medidas celebrada en 1979, se decidió adoptar la nueva definición vigente. La nueva definición establece lo siguiente:
La candela es la intensidad luminosa de una fuente de radiación monocromática que emite a una frecuencia de 540 x 10^12 Hz en una dirección dada, con una intensidad de radiación de 1/683 W/sr en esa dirección.
Llegados a este punto, muchos de ustedes probablemente ya estén confundidos por la cantidad de nombres de unidades. No se preocupen, vamos a analizarlas una por una.
¿Qué es una candela?
Los lectores más observadores habrán notado que el nombre en inglés de "candela" es el mismo que el de "vela". Como se mencionó anteriormente, la intensidad luminosa se utilizaba antes como unidad de medida, y posteriormente se estandarizó el uso de la candela (abreviada como cd) como unidad.
Candela se refiere al flujo luminoso (la cantidad física de potencia óptica) emitido por una fuente de luz dentro de un ángulo sólido unitario en una dirección específica.
Fórmula de conversión de potencia de velas, lúmenes y candelas
1 candela = 1 lumen = 1 candela multiplicada por estereorradián, es decir, 1 fc = 1 lm = 1 cd * sr
A menudo vemos otra unidad de física óptica que aparece con tanta frecuencia como la candela: el nit. ¿Qué relación existe entre ambas?
¿Qué es un Nit?
Un nit es una unidad utilizada específicamente para medir el brillo. 1 nit = 1 cd/m², por lo que se puede considerar que un nit es un término antiguo para medir la intensidad de la luz, mientras que candela por metro cuadrado (cd/m²) es un término nuevo.
¿Cuál es la diferencia entre Candela y Nit?
De la fórmula anterior se desprende que ambas son equivalentes. Sin embargo, en sentido estricto, existen diferencias entre ellas. La candela es una unidad de intensidad luminosa, mientras que el nit es una unidad de luminosidad.
Además, la intensidad de la luz es una unidad estándar y medible basada en definiciones físicas, mientras que el brillo es solo una medida subjetiva de la luz que percibe el ojo humano. En resumen, la intensidad de la luz se puede medir científicamente, mientras que el brillo se mide según la percepción visual.
¿Cuál es la relación entre Nit y Lumen?
Cuando mencionamos nit, a menudo mencionamos luz También. Entonces, ¿cuál es la relación entre ellos? El lumen es la unidad de flujo luminoso, que representa la potencia radiante que el ojo puede percibir. 1 nit equivale aproximadamente a 0,093 lúmenes por pie cuadrado.
Analicemos con más detalle la relación entre ellos mediante un ejemplo hipotético.
Supongamos que tenemos una pantalla de 2 metros por 1,5 metros, con un factor de ganancia de pantalla de 1,2 y que el flujo luminoso medido es de 2000 lúmenes. Entonces, utilizando una fórmula para convertir nits a lúmenes:
Nit = Lumen × Ganancia de pantalla / (Factor × Tamaño de pantalla)
Podemos calcular que la imagen final proyectada sería 2000 * 1.2 / (0.635 * 2 * 3.1415926 * 2 * 1.5) = 200,51 nits.
¿Cómo ayuda la comprensión de las liendres en la vida diaria?
Hemos analizado numerosas conversiones de unidades fotométricas para ayudarnos a elegir productos con mejor rendimiento, más eficientes energéticamente y respetuosos con el medio ambiente. Dado que el mercado ofrece una gran variedad de productos, algunos vendedores pueden afirmar que sus productos alcanzan los 8000, 12000 o incluso 20000 nits solo para atraer clientes, cuando en realidad ni siquiera llegan a los 5000 nits.
¿Es mejor un valor más alto de nit?
Los comerciantes siguen presionando para obtener precios más altos, pero ¿es siempre mejor tener precios más altos? La respuesta es no.
De hecho, un mayor brillo (nits) es más adecuado para uso en exteriores, pero obviamente un brillo excesivamente alto puede afectar la disipación del calor. Consideremos una situación común en la vida diaria: cuando usamos nuestros teléfonos bajo la luz del sol, a menudo necesitamos ajustar el brillo de la pantalla al máximo para ver los mensajes entrantes con claridad.
Sin embargo, poco después, el teléfono comenzará a calentarse, lo que nos obligará a buscar un lugar más fresco o terminar rápidamente nuestra conversación.
Por lo tanto, un brillo excesivo solo conlleva un aumento de precio, y en realidad, no utilizamos dispositivos con un brillo tan alto durante periodos prolongados. Esto no solo reduce significativamente la vida útil del dispositivo, sino que también puede obligarnos a disminuir el uso de brillo debido a problemas como el sobrecalentamiento y el exceso de brillo en la pantalla.
¿Cuál es el nivel ideal de liendres?
Teléfonos inteligentes: 200 nits en interiores, 400 nits en exteriores
Al usar un teléfono inteligente en interiores, el brillo típico suele estar entre 200 y 300 nits, pero en exteriores, generalmente es necesario aumentarlo a 400-500 nits; de lo contrario, es posible que necesite buscar un área sombreada para ver la pantalla con claridad.
Por supuesto, si sueles leer al aire libre, se recomienda usar un dispositivo con pantalla de tinta electrónica. Estos dispositivos funcionan excepcionalmente bien con luz brillante y son muy eficientes en el consumo de energía.
Computadoras/portátiles: 200–500 nits
Los ordenadores y portátiles se suelen usar en interiores, por lo que no requieren niveles de brillo muy altos, a menos que se trate de videojuegos. Según las evaluaciones de los desarrolladores de videojuegos, en juegos 3D de gran tamaño, los ordenadores o portátiles con alto brillo o calidad de pantalla HDR (alto rango dinámico) ofrecen una experiencia de juego más completa.
Televisores: 200–2000+ nits
La mayoría de los televisores que se encuentran en el mercado hoy en día son Pantalla LCD o televisores de plasma que van desde los 200 a los 500 nits. Sin embargo, algunos televisores de ultraalta definición 4K y 8K pueden alcanzar los 4000 nits o más.
Anuncios exteriores de gran tamaño: 4000–10000 nits
A diferencia de las aplicaciones en interiores, los anuncios exteriores de gran tamaño se utilizan bajo luz solar intensa durante períodos prolongados. Si el nivel de nits es demasiado bajo, el contenido puede resultar completamente ilegible. Por ejemplo, la mayoría Pantallas LED para exteriores En el mercado hay pantallas LED que superan los 4000 nits, y algunas pantallas LED para exteriores con mayor resolución (como P10, P16) pueden incluso alcanzar los 7000 o 10000 nits.
Para ayudar a todos a comprender mejor las distintas unidades fotométricas, aquí se presentan algunas fórmulas físicas para ayudar a explicar la relación entre unidades, lúmenes y brillo:
Relación entre nits, lúmenes y luminancia:
Conversión de nits a lúmenes:
Lúmenes = Nits × Área de visualización (en ㎡)
Conversión de lúmenes a nits:
Nits = Nits × Área de visualización (en ㎡)
Cálculo de luminancia (en nits):
Luminancia (en nits) = Brillo (en nits)/π×(Distancia desde la pantalla)²
Cálculo de luminancia (en candelas por metro cuadrado):
Luminancia = Brillo (en cd/㎡)×Reflectividad
A través de la fórmula de conversión anterior, creo que puede tener una comprensión más profunda de varias unidades fotométricas.
