인류가 존재한 이래로 어둠은 모든 인간이 행복으로 가는 길을 가로막는 장애물이자 인간에게 두려움의 원천이었습니다.
전등의 발명은 어둠을 극복하는 데 결정적인 단계가 되었고, 인류를 밤으로부터 완전히 해방시켰습니다. 이 시점에서 어떤 사람들은 한 가지 질문을 숙고하기 시작했습니다. 빛의 강도는 어떻게 판단해야 할까?
가장 직접적인 방법은 인간의 눈에 의지하여 빛의 강도를 판단하는 것입니다. 그러나 이것은 우리에게 희미한, 희미한, 희미하게 빛나는, 밝은, 눈부신 등과 같은 많은 형용사만을 제공합니다.
이 모호한 정보는 사람마다 다를 수 있어 필요할 때 비교하기 어렵습니다. 따라서 빛의 강도에 대한 정량적 설명을 긴급히 제공해야 하며, 이를 통해 광원이 자체 단위와 정의를 가질 수 있습니다.
광도의 초기 정의
약 200년 전 사람들은 빛의 강도를 측정하는 대략적인 방법을 발견했습니다. 피트 캔들:
수평으로 타는 1피트 길이의 양초(무게 약 1파운드)를 관찰했을 때 1제곱인치의 표면에 모이는 빛의 에너지 밀도입니다.
이 대략적인 측정 방법은 1860년 영국의 도시 가스 조명법에 채택된 "고래 기름"뿐만 아니라 이후 식물성 기름 램프와 펜탄 램프와 같은 표준 광원의 토대를 마련했습니다.
광도 단위의 개선
그러나 과학의 발전으로 인해 거친 측정 방법은 점점 다양해지는 발광 물체에 적응할 수 없었습니다. 그래서 1948년 제9회 국제도량형회의에서 백금의 응고점 온도에서 흑체를 광도의 기준으로 채택하기로 결정했고, 칸델라 광도의 새로운 단위로 확립되었습니다.
사용 중에 이전 정의에 상당한 오류가 있는 것으로 밝혀졌습니다. 궁극적으로 1979년 제16회 국제도량형회의에서 현재의 새로운 정의를 채택하기로 결정했습니다. 새로운 정의는 다음과 같습니다.
칸델라는 540 x 10^12 Hz의 주파수로 특정 방향으로 방출하는 단색 복사원의 광도이며, 해당 방향의 복사 강도는 1/683 W/sr입니다.
이쯤 되면 많은 분들이 여러 유닛 이름 때문에 혼란스러우실 수도 있겠습니다. 걱정 마세요, 하나씩 자세히 살펴보겠습니다.
칸델라란?
눈썰미 좋은 독자라면 "칸델라"의 영어 이름이 "캔들"과 같다는 것을 알아차렸을 것입니다. 앞서 언급했듯이, 이전에는 광도 단위로 캔들파워가 사용되었고, 이후 칸델라(약칭 cd)가 표준 단위로 사용되었습니다.
칸델라는 광원이 지정된 방향으로 단위 입체각 내에서 방출하는 광속(광학적인 광출력의 양)을 말합니다.
캔들파워, 루멘, 칸델라 변환 공식
1 캔들파워 = 1 루멘 = 1 칸델라 곱하기 스테라디안, 즉 1 fc = 1 lm = 1 cd * sr
칸델라만큼 자주 등장하는 또 다른 광학 단위인 니트(nit)를 볼 수 있습니다. 이 둘 사이에는 어떤 관계가 있을까요?
Nit이란 무엇인가요?
니트(nit)는 특별히 밝기를 측정하는 데 사용되는 단위입니다. 1니트 = 1cd/m²이므로 니트는 빛의 강도를 측정하는 오래된 용어이고, 제곱미터당 칸델라(cd/m²)는 새로운 용어라고 볼 수 있습니다.
칸델라와 니트의 차이점은 무엇인가?
위의 공식에서 우리는 둘이 동등하다는 것을 알 수 있습니다. 그러나 엄밀히 말해서, 둘 사이에는 차이가 있습니다. 칸델라는 광도의 단위이고, 니트는 밝기의 단위입니다.
또한, 광도 단위는 물리적 정의에 기반한 표준 측정 단위이지만, 밝기 단위는 인간의 눈으로 주관적으로 측정하는 것에 불과합니다. 간단히 말해, 광도는 과학적으로 측정할 수 있는 반면, 밝기는 눈이 빛을 인지하는 정도에 따라 측정됩니다.
Nit과 Lumen의 관계는 무엇인가요?
우리가 nit를 언급할 때, 우리는 종종 다음을 언급합니다. 루멘 또한. 그럼, 그 둘 사이의 관계는 무엇일까요? 루멘은 광속의 단위로, 눈이 인지할 수 있는 복사력을 나타냅니다. 1니트는 대략 제곱 피트당 0.093루멘과 같습니다.
가상의 예를 통해 둘 사이의 관계를 더 자세히 이해해 봅시다.
2m x 1.5m 크기의 화면이 있고, 화면 이득 계수가 1.2이며, 측정된 광속이 2000루멘이라고 가정합니다. 그런 다음, nit를 루멘으로 변환하는 공식을 사용합니다.
Nit = 루멘 × 화면 이득 / (계수 × 화면 크기)
최종 투사 이미지는 2000 * 1.2 / (0.635 * 2 * 3.1415926 * 2 * 1.5) = 라고 계산할 수 있습니다. 200.51니트.
이물질에 대한 이해가 일상생활에 어떻게 도움이 되나요?
우리는 더 나은 성능을 제공하면서 에너지 효율과 환경 친화성까지 갖춘 제품을 선택하는 데 도움이 되도록 다양한 광도 단위 변환에 대해 많은 논의를 해왔습니다. 시장에는 다양한 제품들이 넘쳐나기 때문에 일부 판매업체는 고객을 유인하기 위해 8000니트, 12000니트, 심지어 20000니트라고 광고하지만 실제로는 5000니트에도 미치지 못하는 경우도 있습니다.
nit가 높을수록 더 좋은가요?
상인들은 더 높은 니트를 계속 요구하지만, 더 높은 니트가 항상 더 나은가? 답은 '아니요'입니다.
물론, 밝기(니트)가 높을수록 야외 사용에 적합하지만, 지나치게 높은 밝기는 열 방출에 악영향을 미칠 수 있습니다. 일상생활에서 흔히 접하는 상황을 생각해 봅시다. 밝은 햇빛 아래에서 스마트폰을 사용할 때, 수신 메시지를 선명하게 보기 위해 화면 밝기를 최대로 조절해야 하는 경우가 많습니다.
하지만 얼마 지나지 않아 휴대전화가 뜨거워지기 시작하면, 우리는 더 시원한 장소를 찾거나 재빨리 통화를 마쳐야 합니다.
따라서 지나치게 높은 밝기(니트)는 가격 상승으로 이어질 뿐이며, 실제로 우리는 기기를 그렇게 높은 밝기로 장시간 사용하지 않습니다. 이는 기기의 수명을 크게 단축시킬 뿐만 아니라, 과열이나 화면 과도 밝기 등의 문제로 인해 밝기 사용량을 줄여야 할 수도 있습니다.
이상적인 니트 수준은 얼마인가?
스마트폰: 실내 200니트, 실외 400니트
실내에서 스마트폰을 사용할 때 일반적인 밝기는 200~300니트이지만, 실외에서는 400~500니트까지 높여야 하는 경우가 많습니다. 그렇지 않으면 화면을 선명하게 보기 위해 그늘진 곳을 찾아야 할 수도 있습니다.
물론 야외에서 자주 책을 읽으신다면 전자잉크 디스플레이가 탑재된 기기로 바꾸는 것이 좋습니다. 전자잉크 기기는 밝은 빛 아래에서도 탁월한 성능을 발휘하며 전력 효율도 매우 뛰어납니다.
컴퓨터/노트북: 200–500니트
컴퓨터와 노트북은 보통 실내에서 사용되므로 게임을 하는 경우가 아니라면 아주 높은 밝기(니트)가 필요하지 않습니다. 하지만 게임 개발자들의 평가에 따르면, 대형 3D 게임의 경우 높은 밝기(니트) 또는 HDR(고화질 동적 범위) 디스플레이를 탑재한 컴퓨터나 노트북이 더욱 완벽한 게임 경험을 제공합니다.
텔레비전: 200–2000+ nits
오늘날 시중에 판매되는 대부분의 TV는 액정표시장치 또는 200~500니트 범위의 플라스마 텔레비전. 그러나 일부 초고화질 4K 및 8K 텔레비전은 4000니트 이상에 도달할 수 있습니다.
대형 옥외 광고: 4000–10000니트
실내 광고와 달리, 대형 옥외 광고는 강렬한 햇빛 아래에서 장시간 사용됩니다. 니트(nit) 농도가 너무 낮으면 콘텐츠를 전혀 읽을 수 없게 될 수 있습니다. 예를 들어, 대부분의 야외 LED 디스플레이 시중에 판매되는 대부분의 실외용 LED 디스플레이는 4,000니트를 넘으며, 더 큰 피치(예: P10, P16)의 실외용 LED 디스플레이는 7,000니트 또는 10,000니트에 달하기도 합니다.
모든 사람이 다양한 광도 단위를 더 잘 이해할 수 있도록, 단위, 루멘 및 밝기 간의 관계를 설명하는 데 도움이 되는 몇 가지 물리적 공식을 소개합니다.
니트, 루멘, 휘도의 관계:
니트에서 루멘으로 변환:
루멘 = 니트 × 디스플레이 영역(㎡ 단위)
루멘에서 니트로 변환:
Nits = Nits × 디스플레이 면적 (㎡ 단위)
휘도 계산(니트):
휘도(nits) = 밝기(nits) / π × (디스플레이와의 거리)²
휘도 계산(제곱미터당 칸델라):
휘도 = 밝기(cd/㎡) × 반사율
위의 공식 변환을 통해 여러 광도 단위에 대한 더 깊은 이해를 얻으실 수 있을 것으로 믿습니다.
