发光强度、光通量、照度、亮度之间有什么区别呢？用最浅鲜易懂的方法解答一下吧？

心中u你

发光强度、光通量、照度、亮度之间有什么区别呢？用最浅鲜易懂的方法解答一下吧？
原文地址：https://www.zhihu.com/question/280235808

同花顺

应该是这个样子吧，如有错误欢迎指正。





光

这个不太好理解，所以用Houdini简单制作了一下镜头动画，让知识被理解死透哈。经常性喜欢这种既能熟悉软件又能学习知识所带来的双倍酸爽。
用三维软件制作基础学科知识科普内容的Up主都有哪些？实时渲染制作流程是否比3b1b的效率更高效果更好?

还没有恶补数学所以这里没太多公式。世有真善美，想要做美但更喜欢求真(真理和智慧)，研究"光是什么"要推就要推到相对论但目前本事还不够，所以大多参考都是度娘的简介和图片，凑合理解够了。
1.发光强度(光强)：Cd




https://baike.baidu.com/item/%E7%AB%8B%E4%BD%93%E8%A7%92/7898406?fr=aladdin



https://baike.baidu.com/item/%E7%90%83%E9%9D%A2%E5%BA%A6/4256270?fr=aladdin



https://baike.baidu.com/item/%E5%85%89%E5%BC%BA%E5%BA%A6?fromModule=lemma_search-box

球面度一种说法是面积为半径平方的球表面对球心的张角。




这里只为演示方便学习，可能细细计算不是最终的r^2(等恶补数学后好好证明重新做一下，毕竟现在连求曲面面积都还不会，哈哈)，就是一个半径相等的圆锥体(两个)和球的共有面，布尔取交集。


Sphere1为圆球、Sphere2为两个圆锥(偏移下位置2.5)，半径相同都是2.5。


<hr/>
当然还有种说法，是正方形面积(r*r)。


也是演示务必不要细究，就用它分好的mesh网格面，如果面积是r^2，那就是一个正四棱锥了，各个边长都是r，软件不太好搞。


以点光源为理想光源，1个Sr球面度光强为1cd，对应光通量(即4\pi个球面度)约为(4*3.14)=12.56lm，所以可以在软件中看到转换单位后10cd对应的就是125.6lm。


2.光通量：Lm（Cd*Sr）




https://baike.baidu.com/item/%E6%B5%81%E6%98%8E/1420899?fromModule=lemma-qiyi_sense-lemma

所有立体角方向上的光强，如上动图演示乘4\pi就完了。


这里就是求取球心，然后跟表面点连线（也是法线反向）炸开模拟热情四射的光通量。
3.照度：Lux/Lx（Lm/m^2)




https://baike.baidu.com/item/%E5%85%89%E7%85%A7%E5%BC%BA%E5%BA%A6/10956411?fromtitle=%E7%85%A7%E5%BA%A6&fromid=3198810&fr=aladdin

单位面积上所接受可见光的光通量（Lm)。


光量是会随着距离衰减的，所以不同物体表面的照度均不同。


4.亮度：Nit(Cd/m^2)




https://baike.baidu.com/item/%E4%BA%AE%E5%BA%A6/645802?fr=aladdin

单位面积上所发出可见光的光强。照度摄入，亮度射出。


5.曝光：Exposure




https://baike.baidu.com/item/%E6%9B%9D%E5%85%89/132?fr=aladdin

如何理解 ISO、快门、光圈、曝光这几个概念？EV100就是ISO 100, 快门0.01秒(1/100)时候的曝光度。但由于人眼细胞是可以进行灯光自适应的，不像相机需要调节，所以曝光一般摄影或游戏中会用到，游戏中还可以设置太阳光的照度lux值，但现实中不行，所以游戏中照度设置好后，还可以通过调节曝光值来控制虚拟的太阳光等光进入画面即虚拟相机的亮度。自然的、人为的，两套调光方式。


<hr/>灯光、物质、相机，大概就是这样吧。

同花顺

1.什么是光通量
光通量是指光源在单位时间内发射出的光量，
表示光源整体亮度的指标，
单位是lm（流明）；
对于光源来说，
光通量的数值都是固定的；
光通量越大，光源就越亮，反之则越暗。

1流明 = 0.00146 瓦

以下是常见光源的光通量：
太阳：3.566*10^28 lm
烛光：12.56 lm
白炽灯/卤钨灯：12~24 lm / W
卤钨灯效率高于白炽灯
荧光灯和气体放电灯：50~120 lm / W
气体放电灯如钠灯、汞灯和金属卤化物灯等
LED灯：110 lm / W


2.光通量的相关指标



发光强度
光强是发光强度的简称，
表示光源在单位立体角内光通量的多少，
也就是说光源向空间某一方向辐射的光通密度。
以符号I表示，单位是candela（坎德拉）简写cd。
光强代表了光源在不同方向上的辐射能力，
通俗的说发光强度就是光源所发出的光的强弱程度。


亮度
亮度是单位光源面积在法线方向上，
单位立体角内所发出的光流，
也叫单位面积发光面的光照强度（坎德拉/平米），
单位为尼特，即nt，或者nit，等同于cd/m2。
它反映的是发光面或反射面光线进入到人眼里面时的感受亮不亮。

以下是常见光源的亮度：
红色激光指示器：20,000,000,000 nt
太阳表面：2,000,000,000 nt
白炽灯灯丝：10,000,000 nt
阳光下的白纸：30,000 nt
人眼能习惯的亮度：3,000 nt
满月表面：2,500 nt
人眼能比较好的分辨出颜色的亮度：1 nt
满月下的白纸：0.07 nt
无月夜空：0.0001 nt；

当同一范围面积相同时，光通量越大，则亮度越高。


照度
照度是指物体被照亮的程度，
指物体每平方米的光通量（流明度），
其单位为勒克斯（lux/lx）。

通过下图我们可以看出，
即使在同一盏灯的照射下，
和光源距离不同的表面照度也是不一样的。



在光源不变的情况下，
距离光源越近的物体，
表面照度数值越大，
也就是我们通常所说的"更亮"；
而距离光源较远的表面则较暗。


3.如何通过光通量选择台灯
国标中对光通量并没有一个量化的规定，
但"够不够亮"是我们在选购和使用灯具首先考虑的关键因素。
那么护眼灯的光通量要达到多少才算合格呢？
我们可以通过它与照度之间的换算关系进行简单推算，
其换算关系为照度=光通量÷单位面积，
一般台灯的光源和桌面的标准读写高度为40CM。

国标对于AA级照度的标准是：
离灯光中心点50cm范围内照度应达到250lx，
离灯光中心点30cm范围内照度应达到500lx。
通过换算我们可以得出，
光通量在250-500lm之间的护眼灯，
亮度才算达到国AA级标准。
所以，在购买护眼台灯时，光通量也是关键指标。
在购买此类产品时，不妨关注一下这个指标的数值。

感恩由您

2020-05-24
单位时间内发射的光量为「光通量，flux，单位：lm—流明」；单位立体角发射的光通量为「发光强度，intensity，单位：cd—坎德拉」；单位面积的光通量为「照度，illuminance，单位：lx—勒克斯= 」；单位面积的光强为「亮度，luminance，单位：nt= 」。



基本光度量的名称、符号和定义。

上面有了各个物理量的解释，既然你要求用最浅显易懂的方法来表达，我就把这四个物理量给连结起来吧！


分类：科普 >>光学 >>物理量

感恩由您

这几个和光有关的名词可以做这样一个浅显易懂的解释：光就好比花洒流下来的水，发光强度就是花洒中心流下来水流强度最高的水；光通量就是整个花洒的水流量；照度就是水流落在单位面积的量；亮度不是客观可以计量的量的单位、是一个主观的东西，说白了就是每个人的感觉不一样，比方说老年人和小孩对同一光通量的光源亮度感觉就不一样，所以说亮度不是客观可以计量的，是感觉的。

卡卡

光通量与照度可以参看我的专栏视频
https://zhuanlan.zhihu.com/p/37217713              所谓的光强，你可以理解为在距离喷头一米位置的某个点所能感受到的水压，不同位置感受到的水压是不同的。所谓亮度，你可以理解为墙面上水花溅射到你眼中的光子数量。