Luminancja świetlna

Niepunktowe źródła światła lub powierzchnie, które świecą (ponieważ rozpraszają padające nań światło) można scharakteryzować ze względu na odbierane wrażenie jaskrawości. W tym celu wprowadzono pojęcie luminancji, która jest miarą „jasności” świecących powierzchni.

Podobnie jak światłość, luminancja jest wielkością zależną od kierunku. Ponadto zależy ona od natężenia oświetlenia na obserwowanym obiekcie, właściwości odbiciowych powierzchni obiektu (barwa, stopień chropowatości) oraz od jego pola pozornej powierzchni świecącej.

Luminancja obserwowanej powierzchni.

 

Pozorna powierzchnia świecąca jest to wielkość postrzeganej przez obserwatora powierzchni płaszczyzny świecącej uzależniona od kierunku jej obserwacji.

Luminancja Lv danego elementu powierzchni świecącej w określonym kierunku jest to iloraz światłości elementarnego pola powierzchni w tym kierunku do pola powierzchni pozornej tego elementu



Luminancja jest wielkością wektorową, wartość luminancji określonego pola powierzchni zależy od kierunku obserwacji, pod którym jest obserwowany świecący element powierzchni, natomiast nie jest zależna od odległości tego elementu od obserwatora.

Luminancja jest miarą jaskrawości postrzeganych obiektów.

Wyjaśnienie pojęcia luminancji obserwowanej powierzchni.

 

Jednostką luminancji jest:


nazywano ją nitem (nt) i stosowano też jednostkę 10 razy większą, a mianowicie stilb, przy czym

Luminancja jest oczywiście odpowiednikiem luminancji energetycznej (radiancji). Czasami luminancję określa się mianem jasności wizualnej.

To właśnie luminancja postrzeganych przedmiotów, jej poziom, proporcje i rozkład przestrzenny, a nie natężenie oświetlenia, jest parametrem bezpośrednio decydującym o mechanizmie widzenia, o jakości widzenia i subiektywnym wrażeniu świetlnym.

Z drugiej strony luminancja źródeł światła znajdujących się w polu widzenia jest parametrem bezpośrednio określającym stopień zagrożenia olśnieniem. Dotyczy to również wtórnych źródeł światła, np. błyszczących powierzchni odbijających
światło oraz otworów okiennych.

W różnych punktach rozpatrywanej powierzchni luminancja może przyjmować różne wartości od luminancji najmniejszej Lv min do luminancji największej Lv max. Średnia arytmetyczna wartości luminancji we wszystkich punktach obliczeniowych bądź pomiarowych jest luminancją średnią Lv sr tej powierzchni.


Iloraz luminancji najmniejszej do luminancja średniej nazywa się równomiernością luminancji tej powierzchni


 

Wrażliwość na kontrast.

 

Aby można było zaobserwować jakikolwiek przedmiot, musi wystąpić różnica luminancji lub barwy, czyli tzw. kontrast pomiędzy obiektem i tłem, na którym obiekt ten jest obserwowany. Musi on być większy od wartości progowej (minimalnej), gdyż inaczej obiektu nie będzie można odróżnić od tła. W miarę wzrostu kontrastu warunki obserwacji ulegają polepszeniu.

Kontrast luminancji charakteryzuje względną różnicę luminancji przedmiotu zadania wzrokowego Lv2 oraz luminancji tła albo większej części pola widzenia Lv1. Oblicza się go podając wartość kontrastu i jego znak. Dla powierzchni postrzeganych jednocześnie (kontrast równoczesny luminancji)


Z zależności tej wynika, że kontrast jest dodatni, gdy Lv1>Lv2 (jasne litery na ciemnym tle), natomiast ujemny, gdy Lv2>Lv1 (ciemne litery na jasnym tle).

Przykład warunków obserwacji w zależności od kontrastu luminancji.

 

Poza kontrastem luminancji operuje się pojęciem kontrastu barwy, który też ułatwia postrzeganie, jeśli jest wyraźny. Mówiąc lub pisząc skrótowo kontrast, ma się na myśli kontrast luminancji, a kiedy chodzi o kontrast barwy, trzeba to wyraźnie zaznaczyć.

 

Ireneusz Owczarek   ©  CMF PŁ 2014