İnsanlığın varoluşundan bu yana karanlık, tüm insanlar için mutluluk yolunda bir engel ve insan korkusunun kaynağı olmuştur.
Elektrik ışığının icadı karanlığın üstesinden gelmede belirleyici bir adım oldu ve insanlığı geceden tamamen kurtardı. Bu noktada, bazı insanlar bir soru üzerinde düşünmeye başladı: Işığın şiddetini nasıl değerlendirmeliyiz?
En doğrudan yöntem, ışığın gücünü değerlendirmek için insan gözüne güvenmektir. Ancak bu bize sadece loş, soluk, loş ışıklı, parlak, göz kamaştırıcı vb. gibi bir dizi sıfat sağlar.
Bu belirsiz bilgi kişiden kişiye değişebildiğinden, gerektiğinde karşılaştırma yapmamızı zorlaştırır. Bu nedenle, ışık kaynaklarının kendi birimlerine ve tanımlarına sahip olmasını sağlayarak ışığın gücünün niceliksel bir tanımını acilen sağlamamız gerekir.
Işık yoğunluğunun ilk tanımı
Yaklaşık iki yüz yıl önce, insanlar ışığın gücünü ölçmenin kaba bir yolunu buldular, buna ışık şiddeti adı verildi. ayak mumu:
Yatay olarak yanan bir ayak uzunluğundaki (yaklaşık bir pound ağırlığında) bir mum gözlemlendiğinde, bir inç karelik yüzeyde toplanan ışığın enerji yoğunluğudur.
Bu kaba ölçüm yöntemi, 1860'ta Britanya'da Kentsel Gaz Aydınlatma Yasası ile benimsenen "balina yağı"nın yanı sıra, daha sonra bitkisel yağ lambaları ve pentan lambaları gibi standart ışık kaynaklarının da temelini oluşturmuştur.
Aydınlatma ünitelerinde iyileştirmeler
Ancak bilimin gelişmesiyle birlikte, kaba ölçüm yöntemi ışıklı nesnelerin artan çeşitliliğine uyum sağlayamadı. Bu nedenle, 1948'de, Dokuzuncu Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Konferansı'nda, ışık yoğunluğu standardı olarak platinin katılaşma noktası sıcaklığında bir kara cismin benimsenmesine karar verildi ve şamdan Işık şiddetinin yeni birimi olarak belirlendi.
Kullanımı sırasında, önceki tanımın önemli hatalar içerdiği bulundu. Sonuç olarak, 1979'daki On Altıncı Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Konferansı'nda, mevcut yeni tanımın benimsenmesine karar verildi. Yeni tanım şöyle diyor:
Kandela, belirli bir yönde 540 x 10^12 Hz frekansında yayılan ve o yöndeki radyasyon şiddeti 1/683 W/sr olan tek renkli bir radyasyon kaynağının ışık şiddetidir.
Bu noktada, birçoğunuz birim isimlerinden dolayı kafanız karışmış olabilir. Endişelenmeyin, gelin bunları tek tek daha yakından inceleyelim.
Candela Nedir?
Dikkatli okuyucular, "kandela" kelimesinin İngilizce karşılığının "mum" kelimesiyle aynı olduğunu fark etmiş olabilirler. Daha önce de belirtildiği gibi, ışık şiddetinin birimi olarak önceden mum gücü kullanılıyordu ve daha sonra bu birim olarak kandela (kısaltması cd) kullanılması standartlaştırıldı.
Kandela, bir ışık kaynağının belirli bir yönde birim katı açı içerisinde yaydığı ışık akısını (optik gücün fiziksel niceliği) ifade eder.
Mum gücü, lümen ve kandela dönüşüm formülü
1 mum gücü = 1 lümen = 1 kandela ile steradyanın çarpımı, yani 1 fc = 1 lm = 1 cd * sr
Kandela kadar sık karşımıza çıkan bir başka optik fizik birimi de nit'tir. Peki ikisi arasındaki ilişki nedir?
Nit Nedir?
Nit, parlaklığı ölçmek için kullanılan özel bir birimdir. 1 nit = 1 cd/m² olduğundan, nit'in ışık şiddetini ölçmek için kullanılan eski bir terim olduğu, metrekare başına kandela (cd/m²) ise yeni bir terim olduğu düşünülebilir.
Candela ile Nit arasındaki fark nedir?
Yukarıdaki formülden ikisinin eşdeğer olduğunu görebiliriz. Ancak, kesin olarak konuşursak, aralarında farklar vardır. Kandela ışık yoğunluğunun bir birimi iken, nit parlaklık birimidir.
Ayrıca, ışık şiddeti birimi fiziksel tanımlara dayalı standart, ölçülebilir bir birimdir; ancak parlaklık birimi yalnızca insan gözünün ışığı algılamasına dayalı öznel bir ölçümdür. Basitçe söylemek gerekirse, ışık şiddeti bilimsel olarak ölçülebilirken, parlaklık gözün ışık algısıyla ölçülür.
Nit ile Lumen arasındaki ilişki nedir?
Nit'ten bahsettiğimizde, genellikle şunu söyleriz: lümen Ayrıca. Peki, aralarındaki ilişki nedir? Lümen, gözün algılayabileceği ışıma gücünü temsil eden ışık akısının birimidir. 1 nit, yaklaşık olarak fit kare başına 0,093 lümene eşittir.
Şimdi, varsayımsal bir örnek üzerinden aralarındaki ilişkiyi daha iyi anlayalım.
2 metreye 1,5 metre boyutlarında, 1,2 ekran kazanç faktörüne sahip bir ekran olduğunu ve ölçülen ışık akısının 2000 lümen olduğunu varsayalım. Sonra, nit'i lümene dönüştürme formülü kullanılarak:
Nit = Lümen × Ekran Kazancı / (Faktör × Ekran Boyutu)
Son yansıtılmış görüntünün 2000 * 1,2 / (0,635 * 2 * 3,1415926 * 2 * 1,5) = olacağını hesaplayabiliriz. 200.51 nit.
Sirkeleri anlamak günlük hayatta nasıl işe yarar?
Farklı fotometrik birimlerle ilgili birçok dönüşümü ele aldık; bu sayede daha iyi performans gösteren, enerji verimliliği yüksek ve çevre dostu ürünler seçebiliyoruz. Piyasada çok çeşitli ürünler bulunduğu için, bazı satıcılar müşteri çekmek amacıyla 8000 nit, 12000 nit hatta 20000 nit parlaklık iddiasında bulunabilirken, gerçekte 5000 nit'e bile ulaşamayabilirler.
Daha yüksek nit daha mı iyidir?
Tüccarlar daha yüksek nitler için baskı yapmaya devam ediyor, ancak daha yüksek nit her zaman daha mı iyi? Cevap hayır.
Evet, daha yüksek parlaklık değerleri dış mekan kullanımı için daha uygundur, ancak aşırı yüksek parlaklık değerlerinin ısı dağılımını etkileyebileceği açıktır. Günlük hayatta karşılaştığımız yaygın bir senaryoyu ele alalım: Telefonlarımızı parlak güneş ışığında kullanırken, gelen mesajları net bir şekilde görebilmek için ekran parlaklığını genellikle maksimuma ayarlamamız gerekir.
Ancak kısa bir süre sonra telefon ısınmaya başlıyor ve bizi ya daha serin bir köşeye geçmeye ya da konuşmamızı hemen bitirmeye zorluyor.
Bu nedenle, aşırı yüksek parlaklık (nit) yalnızca fiyat artışına yol açar ve gerçekte, cihazları uzun süre bu kadar yüksek parlaklıkta kullanmıyoruz. Bu durum, cihazın ömrünü önemli ölçüde kısaltmakla kalmaz, aynı zamanda aşırı ısınma ve aşırı parlak ekran gibi sorunlar nedeniyle parlaklık kullanımını azaltmamızı da gerektirebilir.
İdeal nit seviyesi nedir?
Akıllı telefonlar: İç mekanda 200 nit, dış mekanda 400 nit
Akıllı telefonu iç mekanlarda kullanırken, tipik parlaklık genellikle 200-300 nit arasındadır, ancak dış mekanlarda genellikle 400-500 nite çıkarmak gerekir; aksi takdirde, ekranı net bir şekilde görebilmek için gölgeli bir alan bulmanız gerekebilir.
Elbette, sık sık açık havada okuyorsanız, e-mürekkep ekranlı bir cihaza geçmeniz önerilir. Bu tür cihazlar parlak ışıkta olağanüstü performans gösterir ve çok enerji tasarrufludur.
Bilgisayarlar/Dizüstü Bilgisayarlar: 200–500 nit
Bilgisayarlar ve dizüstü bilgisayarlar genellikle iç mekanlarda kullanıldığından, oyun oynamadığınız sürece çok yüksek parlaklık seviyelerine ihtiyaç duymazlar. Oyun geliştiricilerinin değerlendirmelerine göre, büyük 3D oyunlarda, yüksek parlaklık veya HDR (yüksek dinamik aralık) ekran kalitesine sahip bilgisayarlar veya dizüstü bilgisayarlar daha mükemmel bir oyun deneyimi sunar.
Televizyonlar: 200–2000+ nit
Bugün piyasadaki televizyonların çoğu LCD veya 200 ila 500 nit arasında değişen plazma televizyonlar. Ancak, bazı ultra yüksek çözünürlüklü 4K ve 8K televizyonlar 4000 nit veya daha fazlasına ulaşabilir.
Büyük Açık Hava Reklamları: 4000–10000 nit
İç mekan uygulamalarının aksine, büyük dış mekan reklamları uzun süreler boyunca yoğun güneş ışığı altında kullanılır. Nit seviyesi çok düşükse, içerik tamamen okunamaz hale gelebilir. Örneğin, çoğu dış mekan LED ekranlar Piyasadaki nit'ler 4000'i aşmaktadır ve bazı daha büyük aralıklı (P10, P16 gibi) dış mekan LED ekranları 7000 veya 10000 nit'e kadar ulaşabilmektedir.
Herkesin çeşitli fotometrik birimleri daha iyi anlamasına yardımcı olmak için, birimler, lümenler ve parlaklık arasındaki ilişkiyi açıklamaya yardımcı olacak bazı fiziksel formüller şunlardır:
Sirke, lümen ve parlaklık arasındaki ilişki:
Nit'ten Lümen'e Dönüşüm:
Lümen = Nit ×Görüntüleme Alanı (㎡ cinsinden)
Lümen-Nit Dönüşümü:
Sirkeler=Sirkeler×Görüntüleme Alanı (㎡ cinsinden)
Parlaklık Hesabı (nit cinsinden):
Luminance(innits)=Parlaklık (nits cinsinden)/π×(Ekran Uzaklığı)²
Parlaklık Hesabı (metrekare başına kandela cinsinden):
Aydınlatma = Parlaklık (cd/㎡ cinsinden)×Yansıma
Yukarıdaki formül dönüşümü sayesinde çeşitli fotometrik birimler hakkında daha derin bir anlayışa sahip olabileceğinizi düşünüyorum.
