Depuis l’existence de l’humanité, l’obscurité a été l’obstacle sur le chemin du bonheur pour tous les humains et la source de la peur humaine.
L'invention de la lumière électrique a constitué une étape décisive dans la lutte contre l'obscurité, libérant l'humanité de la nuit. À ce moment-là, certains ont commencé à se poser une question : Comment juger de l’intensité de la lumière ?
La méthode la plus directe consiste à se fier à l'œil humain pour évaluer l'intensité de la lumière. Cependant, cela ne nous fournit qu'un ensemble d'adjectifs, tels que faible, faible, faiblement éclairé, brillant, éblouissant, etc.
Ces informations ambiguës peuvent varier d'une personne à l'autre, ce qui rend difficile toute comparaison en cas de besoin. Il est donc urgent de fournir une description quantitative de l'intensité lumineuse, permettant aux sources lumineuses d'avoir leurs propres unités et définitions.
La définition initiale de l'intensité lumineuse
Il y a environ deux cents ans, les gens ont découvert un moyen approximatif de mesurer la force de la lumière, appelé pied-bougie:
Il s'agit de la densité énergétique de la lumière recueillie sur un pouce carré de surface lors de l'observation d'une bougie d'un pied de long (pesant environ une livre) brûlant horizontalement.
Cette méthode de mesure approximative a jeté les bases de “ l’huile de baleine ” adoptée par la loi sur l’éclairage urbain au gaz en Grande-Bretagne en 1860, ainsi que des sources lumineuses standard ultérieures telles que les lampes à huile végétale et les lampes à pentane.
Améliorations des unités lumineuses
Cependant, avec le développement de la science, la méthode de mesure approximative ne pouvait plus s'adapter à la variété croissante des objets lumineux. Ainsi, en 1948, lors de la neuvième Conférence internationale des poids et mesures, il a été décidé d'adopter un corps noir à la température du point de solidification du platine comme étalon pour l'intensité lumineuse, et l' bougie a été établie comme la nouvelle unité d'intensité lumineuse.
Au cours de son utilisation, on a constaté que la définition précédente comportait des erreurs importantes. Finalement, lors de la seizième Conférence internationale sur les poids et mesures en 1979, il a été décidé d'adopter la nouvelle définition actuelle. La nouvelle définition stipule :
La candela est l'intensité lumineuse d'une source de rayonnement monochromatique émettant à une fréquence de 540 x 10^12 Hz dans une direction donnée, avec une intensité de rayonnement de 1/683 W/sr dans cette direction.
À ce stade, nombre d'entre vous sont peut-être déjà un peu perdus face à tous ces noms d'unités. Ne vous inquiétez pas, examinons-les de plus près, une par une.
Qu'est-ce qu'une Candela ?
Les lecteurs attentifs auront peut-être remarqué que le nom anglais de “ candela ” est le même que celui de “ bougie ”. Comme mentionné précédemment, la puissance lumineuse était auparavant utilisée comme unité d'intensité lumineuse, et elle a ensuite été normalisée pour utiliser la candela (abrégée en cd) comme unité.
La candela fait référence au flux lumineux (la quantité physique de puissance optique) émis par une source lumineuse dans un angle solide unitaire dans une direction spécifiée.
Formule de conversion de la puissance des bougies, des lumens et des candelas
1 bougie = 1 lumen = 1 candela multiplié par stéradian, soit 1 fc = 1 lm = 1 cd * sr
On rencontre souvent une autre unité de physique optique aussi fréquente que la candela : le nit. Quel est le lien entre les deux ?
Qu'est-ce qu'une lente ?
Un nit est une unité spécifiquement utilisée pour mesurer la luminosité. 1 nit = 1 cd/m², on peut donc considérer qu'un nit est un ancien terme pour mesurer l'intensité de la lumière, tandis que la candela par mètre carré (cd/m²) est un nouveau terme.
Quelle est la différence entre Candela et Nit ?
D'après la formule ci-dessus, nous pouvons voir que les deux sont équivalentes. Cependant, à proprement parler, il existe des différences entre elles. La candela est une unité d'intensité lumineuse, tandis que le nit est une unité de luminosité.
De plus, l'intensité lumineuse est une unité de mesure standard basée sur des définitions physiques, tandis que la luminosité est une mesure subjective de la lumière par l'œil humain. En d'autres termes, l'intensité lumineuse peut être mesurée scientifiquement, tandis que la luminosité est perçue par l'œil.
Quelle est la relation entre Nit et Lumen ?
Quand on parle de nit, on parle souvent lumen ainsi que. Alors, quelle est la relation entre eux ? Le lumen est l'unité de flux lumineux, représentant la puissance radiante que l'œil peut percevoir. 1 nit équivaut approximativement à 0,093 lumens par pied carré.
Pour mieux comprendre leur relation, prenons l'exemple d'une hypothèse.
Supposons qu'il y ait un écran de dimensions 2 mètres sur 1,5 mètre, avec un facteur de gain d'écran de 1,2, et que le flux lumineux mesuré soit de 2000 lumens. Ensuite, en utilisant une formule pour convertir les nits en lumens :
Nit = Lumen × Gain de l'écran / (Facteur × Taille de l'écran)
Nous pouvons calculer que l'image projetée finale serait 2000 * 1,2 / (0,635 * 2 * 3,1415926 * 2 * 1,5) = 200,51 nits.
Comment la compréhension des lentes aide-t-elle dans la vie quotidienne ?
Nous avons abordé de nombreuses conversions d'unités photométriques afin de choisir des produits plus performants, plus économes en énergie et plus respectueux de l'environnement. Face à une offre hétérogène sur le marché, certains vendeurs annoncent des luminosités de 8 000, 12 000, voire 20 000 nits pour attirer les clients, alors qu'en réalité, elles n'atteignent même pas 5 000 nits.
Une nit plus élevée est-elle meilleure ?
Les commerçants continuent de réclamer des prix plus élevés, mais est-ce toujours mieux ? La réponse est non.
En effet, une intensité lumineuse plus élevée est plus adaptée à une utilisation en extérieur, mais une intensité excessive peut évidemment nuire à la dissipation de la chaleur. Prenons un exemple courant : lorsque nous utilisons notre téléphone en plein soleil, nous devons souvent régler la luminosité de l’écran au maximum pour bien lire nos messages.
Cependant, peu de temps après, le téléphone commencera à chauffer, nous obligeant soit à trouver un endroit plus frais, soit à terminer rapidement notre conversation.
Par conséquent, une luminosité excessive (en nits) entraîne une hausse des prix, et en réalité, nous n'utilisons pas nos appareils à de telles intensités pendant de longues périodes. Non seulement cela réduit considérablement leur durée de vie, mais cela peut aussi nous contraindre à diminuer la luminosité en raison de problèmes tels que la surchauffe et une luminosité excessive de l'écran.
Quel est le niveau de lentes idéal ?
Smartphones : 200 nits en intérieur, 400 nits en extérieur
Lorsqu'on utilise un smartphone à l'intérieur, la luminosité typique se situe généralement entre 200 et 300 nits, mais à l'extérieur, il est généralement nécessaire de l'augmenter à 400-500 nits ; sinon, il faudra peut-être trouver un endroit ombragé pour voir l'écran clairement.
Bien sûr, si vous lisez souvent en extérieur, il est recommandé d'opter pour un appareil doté d'un écran à encre électronique. Ces appareils offrent une excellente lisibilité en plein soleil et sont très économes en énergie.
Ordinateurs/Ordinateurs portables : 200–500 nits
Les ordinateurs de bureau et portables étant généralement utilisés en intérieur, ils ne nécessitent pas des niveaux de luminosité très élevés, sauf pour les jeux vidéo. D'après les évaluations des développeurs de jeux, pour les jeux 3D exigeants, les ordinateurs de bureau ou portables dotés d'une luminosité élevée ou d'un écran HDR (plage dynamique étendue) offrent une expérience de jeu optimale.
Téléviseurs : 200–2000+ nits
La plupart des téléviseurs actuellement sur le marché sont Écran LCD ou des téléviseurs plasma allant de 200 à 500 nits. Cependant, certains téléviseurs ultra haute définition 4K et 8K peuvent atteindre 4 000 nits ou plus.
Grandes publicités extérieures : 4 000 à 10 000 nits
Contrairement aux applications intérieures, les grandes publicités extérieures sont utilisées sous un soleil intense pendant de longues périodes. Si le niveau de luminosité est trop faible, le contenu peut devenir totalement illisible. Par exemple, la plupart Écrans LED extérieurs Sur le marché, on trouve des écrans LED dépassant les 4 000 nits, et certains écrans LED extérieurs à plus grand pas (tels que P10, P16) peuvent même atteindre 7 000 ou 10 000 nits.
Afin d'aider chacun à mieux comprendre les différentes unités photométriques, voici quelques formules physiques pour aider à expliquer la relation entre les unités, les lumens et la luminosité :
Relation entre les nits, les lumens et la luminance :
Conversion des nits en lumens :
Lumens = Nits × Surface d'affichage (en ㎡)
Conversion des lumens en nits :
Nits = Nits × Surface d'affichage (en ㎡)
Calcul de la luminance (en nits) :
Luminance (innits) = Luminosité (en nits)/π×(Distance de l'écran)²
Calcul de la luminance (en candelas par mètre carré) :
Luminance = Luminosité (en cd/㎡) × Réflectivité
Grâce à la conversion de formule ci-dessus, je pense que vous pouvez avoir une compréhension plus approfondie des différentes unités photométriques.
