点光源的亮度表象
(完整版)光强、光亮、光照、光通量之间的关系
光1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。
为了解和使用便利，以下将有关知识做一简单介绍：1. 烛光、国际烛光、坎德拉（candela）的定义在每平方米101325牛顿的标准大气压下，面积等于1/60平方厘米的绝对“黑体”（即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体），在纯铂（Pt）凝固温度（约2042K获1769℃）时，沿垂直方向的发光强度为1 坎德拉。
并且，烛光、国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的，不宜等同。
从数量上看，60 坎德拉等于58.8国际烛光，亥夫纳灯的1烛光等于0.885国际烛光或0.919坎德拉。
2. 发强度与光亮度发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd。
Lcd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。
光源辐射是均匀时，则光强为I=F/Ω，Ω为立体角，单位为球面度（sr）,F为光通量，单位是流明，对于点光源由I=F/4 。
光亮度是表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比，单位是坎德拉/平方米。
对于一个漫散射面，尽管各个方向的光强和光通量不同，但各个方向的亮度都是相等的。
电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面，所以从各个方向上观看图像，都有相同的亮度感。
以下是部分光源的亮度值：单位cd/m²太阳：1.5*10 ；日光灯：（5—10）*10³；月光（满月）：2.5*10³；黑白电视机荧光屏：120左右；彩色电视机荧光屏：80左右。
3. 光通量与流明光源所发出的光能是向所有方向辐射的，对于在单位时间里通过某一面积的光能，称为通过这一面积的辐射能通量。
各色光的频率不同，眼睛对各色光的敏感度也有所不同，即使各色光的辐射能通量相等，在视觉上并不能产生相同的明亮程度，在各色光中，黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。
道路照明
０ ２ ４ ２ 点光源 的亮度 表象 【 ／ ７００ 刊】 林燕丹等 （ 复旦 大学 光源与照 明工 程系 上海 ２ ０ ３ ）， ０４ ３ ／ 灯与照 明 ，一２ ｏ ｏ ６年第 ２期，３ ￣３ ５ ８页。本实验 中以刹车 灯和车 力位 置灯 为例 ，在 实验室和交通场景对不 同 信号灯进行研究。
灯 图
０２ ５ ６ 金属灯柱接零接地保 护的探讨【 ／ ７ ０ ０ 刊】 孙松 合 （ 北京市路灯管理处 北京 １０ ７ ） ， ００８ ／ 照明工
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程学报 ，－２ ０ － ０ ６年增 １ ，７ 期 ～８转第 １ ４页。 ０２ ５ ７ 浅谈城 市照 明设施 的维护与管理【 ／ ７ ０ ０ 刊】 未 红（ 中国建筑科学院物理所 北京 １ ０４ ）， ００４ ／ 照明
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２０ ０ ７年 ６月第 ２ ７卷第 ２期 人 、中青年和儿童的卧室照明。
中国照明电器光源灯具文摘 应用【 ／ 刊】 张成 尧 （ 州电力公司路灯管理局 荆
页。
ｌ １ 荆 州
， 明，－ ２ ０ ／ 照 － ０ ６年第 １ ，４ ￣４ 。介绍了老年 ２期 ２ ３页
灯 图
程学报 ，－２ ０ － ０ ６年增 １ ，第 ２ 页。 期 １
０ ２ ５ ３ ＫＺ Ｐ 型穿刺线夹在路灯地埋 电缆中的 ７ ０ ０ Ｅ
维普资讯
ｌ ２
中国照明 电器光源灯具文摘
２０ ０ ７年 ６月第 ２ ７卷第 ２期
０ ２ ５ ３ 城市道路照 明数字化仿真研究【 ／ ７ ０ １ 刊】 刘波
页 转 第 ６页 。 灯 图
梅 国强 等 （ 州市 城市 照明灯 饰 管理 处监控 中心 郑
郑州 ４ ０ ５ ）， 明工程学报，－２ ０ ６０３ ／ 照 － ０ ６年增 １ ， 期
(完整版)光强、光亮、光照、光通量之间的关系.doc
光1967 年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉 / 平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。
为了解和使用便利，以下将有关知识做一简单介绍：名称单位符号定义光强cd I=F/ Ω光源在指定方向的单位立体角内发出的度光通量。
坎德拉(Candela)光亮cd/m2 表示发光面明亮程度的，指发光表面在指度定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比。
光通lm F 单位时间里通过某一面积的光能，称为通量过这一面积的辐射能通量。
流明(Lumen) 绝对黑体在铂的凝固温度下，从5.305*103cm2面积上辐射出来的光通量为 1lm。
为表明光强和光通量的关系，发光强度为1cd 的点光源在单位立体角（ 1 球面度）内发出的光通量为 1lm。
光照lx 被光均匀照射的物体，距离该光源 1 米处，度在 1m2面积上得到的光通量是 1lm 时，它勒克斯的照度是 1lux 。
(Lux) 习称“烛光米”。
1.烛光、国际烛光、坎德拉（ candela ）的定义在每平方米 101325 牛顿的标准大气压下，面积等于 1/60 平方厘米的绝对“黑体”（即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体），在纯铂（ Pt ）凝固温度（约2042K获 1769℃）时，沿垂直方向的发光强度为 1 坎德拉。
并且，烛光、国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的，不宜等同。
从数量上看， 60 坎德拉等于 58.8 国际烛光，亥夫纳灯的 1 烛光等于 0.885 国际烛光或 0.919 坎德拉。
2.发强度与光亮度发光强度简称光强，国际单位是 candela （坎德拉）简写 cd。
Lcd 是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。
光源辐射是均匀时，则光强为I=F/ Ω，Ω为立体角，单位为球面度（ sr ） ,F 为光通量，单位是流明，对于点光源由 I=F/4 。
亮度的概念
发光强度、光通量、照度、亮度的概念2008年12月07日 14:53发光强度、光通量、照度、亮度的简单介绍0、前言光度学与光相关的常用量有4个：发光强度、光通量、照度、亮度。
这4个量尽管是相关的，但为不同的，不能相混。
正像压力、重力、压强、质量是不同的物理量一样。
1、发光强度（I、Intensity），单位坎德拉，即cd。
定义：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，解释：发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。
这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。
可以说，发光强度就是描述了光源到底有多“亮”，因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。
发光强度越大，光源看起来就越亮，同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮，因此，早些时候描述手电都用这个参数。
现在LED也用这个单位来描述，比如某LED是15000的，单位是mcd，1000mcd=1cd，因此15000mcd就是15cd。
之所以LED用毫cd（mcd）而不直接用cd来表示，是因为以前最早LED比较暗，比如1984年标准5mm的LED其发光强度才0.005cd，因此才用mcd表示，现在LED都很厉害了，但还是沿用原来的说法。
用发光强度来表示“亮度”的缺点是，如果管芯完全一样的两个LED，会聚程度好的发光强度就高。
因此，购买LED的时候不要一味追求高I值，还要看照射角度。
很多高I值的LED并非提高自身的发射效率来达到，而是把镜头加长照射角度变窄来实现的，这尽管对LED手电有用，但可观察角度也受限。
另外，同样的管芯LED，直径5mm的I值就比3mm的大一倍多，但只有直径10mm的1/4，因为透镜越大会聚特性就越好。
之所以用发光强度来表示手电或LED，是因为在相同距离下对被照射地的照度是与这个成正比的。
特别的说，距离1m的lx就是cd值。
但是，很多场合下我们需要照射面积大一些，所以只用发光强度这一特性还不能全面反应手电的能力。
光通量 发光强度 照度 亮度
光通量、发光强度、照度和亮度是光学物理学中的重要概念，它们分别用来描述光的总量、单个光源的强度、光在特定区域的分布以及人眼感知到的光的亮暗程度。
在日常生活和工程设计中，这些概念都有着重要的应用，了解它们之间的关系和计算方法对于正确使用和设计照明系统至关重要。
1. 光通量光通量是描述光源总量的物理量，通常用单位流明（lm）来表示。
在一个固定的立体角范围内，光源所辐射出的能量总量即为光通量。
光通量越大，表示光源辐射出的光越强。
在照明领域中，光通量常用于衡量灯具的发光效果和光源的亮度。
2. 发光强度发光强度是用来描述单个光源的光辐射强度的物理量，通常用单位坎德拉（cd）来表示。
发光强度和光通量的关系是，光通量是描述总量的，而发光强度则是描述单位立体角内的流量，反映了光源的方向性和光束的集中程度。
在手电筒和车灯等光源中，我们常常会关注其发光强度来判断其照明能力和照射范围。
3. 照度照度是用来描述光源辐射到特定表面上的光通量密度的物理量，通常使用单位勒克斯（lux）来表示。
照度的计算公式为E=Φ/A，其中Φ为光通量，A为照射表面的面积。
照度是描述照明场合下光照强度的重要参量，通过合理安排照明设备，可以实现不同场合下的照度标准，保证人们的视觉需求和健康要求。
4. 亮度亮度是用来描述人眼对光感知的亮暗程度的概念，通常使用坎德拉/平方米（cd/m²）来表示。
亮度和照度的关系是，照度描述了光在表面上的密度，而亮度则是描述了人眼感知到的光的亮暗程度。
在照明设计中，合理控制亮度可以有效减少眩光和提高视觉舒适度。
总结：光通量、发光强度、照度和亮度是描述光与人眼之间关系的重要物理量，它们之间的关系有着明确的物理意义和计算方法。
在不同的照明场合下，合理使用这些概念，并根据实际需求进行灵活的设计和调整，可以实现最佳的照明效果，保证人们的日常生活和工作的需求。
对于照明工程师和从事相关行业的人士来说，深入理解这些概念是至关重要的。
光强、光亮、光照、光通量之间的关系
光1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。
为了解和使用便利，以下将有关知识做一简单介绍：1. 烛光、国际烛光、坎德拉（candela）的定义在每平方米101325牛顿的标准大气压下，面积等于1/60平方厘米的绝对“黑体”（即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体），在纯铂（Pt）凝固温度（约2042K获1769℃）时，沿垂直方向的发光强度为1 坎德拉。
并且，烛光、国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的，不宜等同。
从数量上看，60 坎德拉等于国际烛光，亥夫纳灯的1烛光等于国际烛光或坎德拉。
2. 发强度与光亮度发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd。
Lcd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。
光源辐射是均匀时，则光强为I=F/Ω，Ω为立体角，单位为球面度（sr）,F为光通量，单位是流明，对于点光源由I=F/4 。
光亮度是表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比，单位是坎德拉/平方米。
对于一个漫散射面，尽管各个方向的光强和光通量不同，但各个方向的亮度都是相等的。
电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面，所以从各个方向上观看图像，都有相同的亮度感。
以下是部分光源的亮度值：单位cd/m²太阳：*10 ；日光灯：（5—10）*10³；月光（满月）：*10³；黑白电视机荧光屏：120左右；彩色电视机荧光屏：80左右。
3. 光通量与流明光源所发出的光能是向所有方向辐射的，对于在单位时间里通过某一面积的光能，称为通过这一面积的辐射能通量。
各色光的频率不同，眼睛对各色光的敏感度也有所不同，即使各色光的辐射能通量相等，在视觉上并不能产生相同的明亮程度，在各色光中，黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。
点光源直射照度计算讨论照明设计概念ppt课件
dA n l2
单元面积点dA ndA n d • l 2
N平面（任意平面）
得：指向平面 N 上 P 点法线照度 E n为：
En
d dA n
I d dl2
I l2
式（5 15）★
H平面（水平平面）
分析模型
S
●
hΘ
I
●
PH 简化分析模型
(光强 I 中心与 N 平面垂直)
上式就是点光源光辐射垂直指向N平面P点上的照度E n的表达式， 也称法线照度。
这就是著名的“点光源直射照度的距离平方反比定律”。
★导出点光源直射照度的距离平方反比定律 点光
源
已知：
ω ① Φ=I
(I )
② AI2
A ( I2 )
光强
立体角
代入照度公式:
光通 量
Φ E
这就是:点光源直射照度的距离平方反比余弦定律
★照明的主要定律之二 点光源直射照度的距离平方反比余弦定律。
与在
S
S
被体 照育
射场
的照
平明
面上
不：
是点
垂光
直源
关辐
系射
的
光
强
中
心
线
点光源直射照度的距离平方反比定律的条件:
点光源辐射的光强中心线与被照射的 N 平面垂直。
★照明的主要定律之二 点光源直射照度的距离平方反比余弦定律。
采用灯具组成的环形光带式照明为主
●S
hΘ I
●
P
H
简化分析模型
综合体育场 光带式照明
●综合体育场照明方式采用 塔式的照明
相结合
数字逻辑实验 点光源
数字逻辑实验点光源
本次实验是关于点光源的数字逻辑实验。
在本实验中，我们将学
习如何使用数字电路来模拟点光源的显示效果。
点光源是一种常见的显示方式，它通常用于数码管、指示灯等电
子元件的显示。
在实验中，我们使用LED作为点光源。
LED是一种半导体二极管，可以将电能转化为光能，因此常用于
光源。
在实验中，我们使用数字电路控制LED的点亮和熄灭，从而模
拟点光源的显示效果。
通过本次实验，我们将学习数字电路的基本知识，掌握LED的使
用方法，了解点光源的工作原理，提高实验能力和数字电路应用能力。
最后，希望大家通过本次实验，能够更深入地了解数字电路和点
光源的知识，并且提高实验技能，为未来的科学研究和技术开发做出
贡献。
光强、光通量、光照度、光亮度的概念区分
光强、光通量、光照度、光亮度的概念区分图是MARTIN KLAASEN先生手绘的图上黄色灯泡散发的各个角度的光的总和即为为光通量（注意这是一个能量概念），它的单位是流明lm(lumen)，可以假想将此灯泡放在一个密闭的球体内然后点亮，那么这个球体的内表面所接受到的整体的光照能量，就是这个灯泡的光通量，如果这个灯泡的光强是1cd(坎德拉），球体的接收到的光通量为1lm，也就是说这个灯泡的光通量为1流明，光通量为可测量值。
衡量一个灯到底能发多少光是用流明的概念，一个流明越高的灯其所发散出来的光也就越多。
这就与我们的常识相关了，一个100瓦的灯泡要比45瓦的亮很多，其实也就是灯的功率越大，其流明也越高，而南华机电的工程师的很大一部分工作就在于要采用更小的功率发散出更多流明的光。
在这一点上，有优秀水平的同行可以用200瓦不到的LED光源制作出超越400瓦传统灯具的新款灯具。
图上红色线条图示的是光强度（注意这是一个强度概念），是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量，它的单位是坎德拉cd(candela)。
直白说发光强度是描述了光源到底有多亮，由于光也是一种能量，那么从一个特定角度，不同的光源发射过来的能量是不同的，我们就用光强来衡量这些不同。
例如我们点亮这个黄色灯泡，我们在一个水平的角度所能看到的就是这个灯泡的光强。
光强的公式为I=F/Ω，其中F为光通量，单位是流明，Ω为立体角，单位为球面度（sr）,也就是说光通量在某个角度的平均数值。
南华机电中光强的航空灯LM401在白天能够发出20000cd的光，不过特别标注是在垂直发光角零度上，就是这个原因。
此概念与压强的概念相似，其描述的是一个强度概念。
光照度是描述落在某个表面上的光的总和，图上的surface承载的部分就是，它的单位是勒克斯lx(Lux)，光照度可用照度计直接测量。
被光均匀照射的物体，在1平方米面积上得到的光通量是1流明时，它的照度是1勒克斯，习称“烛光米”。
（完整版）光强、光亮、光照、光通量之间的关系
（完整版）光强、光亮、光照、光通量之间的关系光1967年法国第⼗三届国际计量⼤会规定了以坎德拉、坎德拉/平⽅⽶、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统⼀⼯程技术中使⽤的光学度量单位有重要意义。
为了解和使⽤便利，以下将有关知识做⼀简单介绍：1. 烛光、国际烛光、坎德拉（candela）的定义在每平⽅⽶101325⽜顿的标准⼤⽓压下，⾯积等于1/60平⽅厘⽶的绝对“⿊体”（即能够吸收全部外来光线⽽毫⽆反射的理想物体），在纯铂（Pt）凝固温度（约2042K获1769℃）时，沿垂直⽅向的发光强度为1 坎德拉。
并且，烛光、国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的，不宜等同。
从数量上看，60 坎德拉等于58.8国际烛光，亥夫纳灯的1烛光等于0.885国际烛光或0.919坎德拉。
2. 发强度与光亮度发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd。
Lcd是指光源在指定⽅向的单位⽴体⾓内发出的光通量。
光源辐射是均匀时，则光强为I=F/Ω，Ω为⽴体⾓，单位为球⾯度（sr）,F为光通量，单位是流明，对于点光源由I=F/4 。
光亮度是表⽰发光⾯明亮程度的，指发光表⾯在指定⽅向的发光强度与垂直且指定⽅向的发光⾯的⾯积之⽐，单位是坎德拉/平⽅⽶。
对于⼀个漫散射⾯，尽管各个⽅向的光强和光通量不同，但各个⽅向的亮度都是相等的。
电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射⾯，所以从各个⽅向上观看图像，都有相同的亮度感。
以下是部分光源的亮度值：单位cd/m2太阳：1.5*10 ；⽇光灯：（5—10）*103；⽉光（满⽉）：2.5*103；⿊⽩电视机荧光屏：120左右；彩⾊电视机荧光屏：80左右。
3. 光通量与流明光源所发出的光能是向所有⽅向辐射的，对于在单位时间⾥通过某⼀⾯积的光能，称为通过这⼀⾯积的辐射能通量。
各⾊光的频率不同，眼睛对各⾊光的敏感度也有所不同，即使各⾊光的辐射能通量相等，在视觉上并不能产⽣相同的明亮程度，在各⾊光中，黄、绿⾊光能激起最⼤的明亮感觉。
(完整版)光强、光亮、光照、光通量之间的关系.doc
光1967 年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉 / 平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。
为了解和使用便利，以下将有关知识做一简单介绍：名称单位符号定义光强cd I=F/ Ω光源在指定方向的单位立体角内发出的度光通量。
坎德拉(Candela)光亮cd/m2 表示发光面明亮程度的，指发光表面在指度定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比。
光通lm F 单位时间里通过某一面积的光能，称为通量过这一面积的辐射能通量。
流明(Lumen) 绝对黑体在铂的凝固温度下，从5.305*103cm2面积上辐射出来的光通量为 1lm。
为表明光强和光通量的关系，发光强度为1cd 的点光源在单位立体角（ 1 球面度）内发出的光通量为 1lm。
光照lx 被光均匀照射的物体，距离该光源 1 米处，度在 1m2面积上得到的光通量是 1lm 时，它勒克斯的照度是 1lux 。
(Lux) 习称“烛光米”。
1.烛光、国际烛光、坎德拉（ candela ）的定义在每平方米 101325 牛顿的标准大气压下，面积等于 1/60 平方厘米的绝对“黑体”（即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体），在纯铂（ Pt ）凝固温度（约2042K获 1769℃）时，沿垂直方向的发光强度为 1 坎德拉。
并且，烛光、国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的，不宜等同。
从数量上看， 60 坎德拉等于 58.8 国际烛光，亥夫纳灯的 1 烛光等于 0.885 国际烛光或 0.919 坎德拉。
2.发强度与光亮度发光强度简称光强，国际单位是 candela （坎德拉）简写 cd。
Lcd 是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。
光源辐射是均匀时，则光强为I=F/ Ω，Ω为立体角，单位为球面度（ sr ） ,F 为光通量，单位是流明，对于点光源由 I=F/4 。
亮 度
亮度亮度是指发光体（反光体）表面发光（反光）强弱的物理量。
人眼从一个方向观察光源，在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比，定义为该光源单位的亮度，即单位投影面积上的发光强度。
亮度的单位是坎德拉/平方米（cd/m2）亮度是人对光的强度的感受。
它是一个主观的量。
与亮度不同的，由物理定义的客观的相应的量是光强。
这两个量在一般的日常用语中往往被混淆。
亮度(lightness)是颜色的一种性质，或与颜色多明亮有关系的色彩空间的一个维度。
在Lab 色彩空间中，亮度被定义来反映人类的主观明亮感觉。
亮度是指画面的明亮程度，单位是堪德拉每平米(cd/m2)或称nits，也就是每平方公尺分之烛光。
目前提高显示屏亮度的方法有两种，一种是提高LCD面板的光通过率；另一种就是增加背景灯光的亮度，即增加灯管数量。
需要注意的是，较亮的产品不见得就是较好的产品，显示器画面过亮常常会令人感觉不适，一方面容易引起视觉疲劳，同时也使纯黑与纯白的对比降低，影响色阶和灰阶的表现。
因此提高显示器亮度的同时，也要提高其对比度，否则就会出现整个显示屏发白的现象。
此外亮度的均匀性也非常重要，但在液晶显示器产品规格说明书里通常不做标注。
亮度均匀与否，和背光源与反光镜的数量与配置方式息息相关，品质较佳的显示器，画面亮度均匀，柔和不刺目，无明显的暗区。
现在在LCD亮度的技术研究方面，目前已经达到800甚至更高，已经接近CRT 显示器水准。
此外液晶显示器的亮度有不同标称方式，例如典型亮度为350，最大亮度可能是400，具体是那种，厂商一般不做说明。
因此会出现在一定范围内不能仅通过参数区分显示器好坏的情况，购买液晶显示器时还要综合考虑对比度等因素，最好实际观看显示效果。
星星的亮度大约在2000多年前，希腊天文学家伊巴谷提出了一种测量恒星的“星等”的方法。
他把恒星的亮度分成6个等级。
每一个星级比下一级亮两倍半，因而1等星比6等星要亮约100倍。
LED的光强度单位：mcd描述光的常用物理量有4个，它们是：1、发光强度，为一光源在给定方向上的发光强度，单位candela，即坎德拉，简称坎、cd。
5.1光度立体学
Dept. of Communication Eng.
Computer Vision
表面反射特性
L
I0
coss
注：只与入射光线有关
Байду номын сангаас
Dept. of Communication Eng.
Computer Vision
光度立体学：表面反射特性
1. Lambertian反射（也叫理想散射）
Dept. of Communication Eng.
将场景照明、表面反射和（在以观察者为中心的坐标系中） 表面方向表示的组合称为反射图．它确定了在给定照明分 布和表面材料的情况下，一个表面片在特定方向上的亮 度．
Dept. of Communication Eng.
Computer Vision
光度立体学:反射图(Reflectance Map)
L I0 cos s
Computer Vision
光度立体学：图像辐照度
光在物体表面的反射物理特性以及利用反射特性估计表面 形状的方法，即光度立体法（Photometric Stereo）
Dept. of Communication Eng.
Computer Vision
光度立体学：图像辐照度
决定场景表面片辐射的因素有两个： 1.投在场景表面片上的照明 投在某一特定表面片上的照明量取决于该表面片在场景中 相对于光源的分布位置 2.表面片反射的入射照明部分． 在某一特定方向上被表面片反射的入射照明部分取决于表 面材料的光学特性．
Dept. of Communication Eng.
Computer Vision
光度立体学：表面反射特性
1. Lambertian反射（也叫理想散射） Lambert余弦定律，即指由点光源照明的表面片的感 觉亮度随着单元表面法线的入射角度变化而变化．随 入射角变化是由于因为相对于照明方向表面片的透视 Exp:如一个白球，关掉房间里的所有灯，只打开一个 缩比效应．换句话说，一块给定面积的表面片，当它 灯泡，你将会看到球体上最亮的部分是表面法线指向 的法线指向照明光线方向时，可以获取最多的光 照明方向的部分，并且这与你相对于球所处的位置无 照．当表面法线偏离照明方向时，从照明方向看过去 关，球体上的亮度从对应于光源最亮的一点出发，向 的表面片面积变小了，因此表面片的亮度也降低了． 四周所有方向以相同速率递减．
亮度工作原理
亮度工作原理
亮度是指物体发出或反射出的光线的强度。
在光学领域，亮度通常是通过测量光线的光通量或单位面积内的光通量来确定的。
亮度的工作原理涉及到光的传播和能量转化过程。
当光线从光源发出时，其亮度取决于光源的强度。
光源可以是自然光源（例如太阳）或人工光源（例如电灯泡）。
在光线传播过程中，亮度会受到各种因素的影响，包括光线的散射、折射和吸收。
散射是指光线在物体上的随机反射，导致光线在各个方向上扩散。
折射是指光线在通过不同介质界面时改变方向的现象，如光线从空气进入水中时的偏折现象。
吸收是指物体吸收光线的能量而转化为其他形式的能量。
此外，亮度还受到物体表面的反射特性影响。
根据物体的颜色和材质，不同的光波长（颜色）会受到不同程度的反射和吸收。
例如，白色物体能够反射大部分的光线，而黑色物体则能够吸收大部分的光线。
为了测量亮度，常用的方法是使用光电传感器或相机。
光电传感器能够将光信号转化为电信号，然后通过测量电信号的强度来确定亮度。
相机则通过调整曝光时间和光圈大小来控制感光元件接收的光线量，从而得到不同亮度的图像。
总之，亮度的工作原理是通过测量光线的光通量或单位面积内的光通量来确定物体的发光或反射强度。
同时，光线的传播和能量转化过程以及物体的反射特性也会影响亮度的测量结果。
数学点光源
数学点光源
数学点光源是指在数学中，将光源看作一个点，通过对点光源的分析和计算，可以得到光线的传播规律和光强分布情况。
这种方法在光学、物理学、计算机图形学等领域中得到了广泛应用。
在光学中，点光源是指一个非常小的光源，可以看作是一个点。
在这种情况下，光线可以看作是从点光源发出的，沿着直线传播。
这种模型可以用来描述很多光学现象，如光的反射、折射、干涉等。
在物理学中，点光源也是一个非常重要的概念。
在电磁场理论中，点光源可以看作是一个非常小的电荷或磁荷，可以用来描述电磁波的传播规律。
在量子力学中，点光源可以看作是一个非常小的粒子，可以用来描述粒子的运动规律。
在计算机图形学中，点光源也是一个非常重要的概念。
在三维图形中，点光源可以看作是一个非常小的光源，可以用来模拟真实世界中的光照效果。
通过对点光源的分析和计算，可以得到光线的传播规律和光强分布情况，从而实现真实感的渲染效果。
在实际应用中，点光源的模型往往是不够精确的。
因为真实的光源往往是有一定的大小和形状的，而不是一个点。
因此，在实际应用中，往往需要使用更加复杂的光源模型，如面光源、球形光源等。
数学点光源是一个非常重要的概念，在光学、物理学、计算机图形
学等领域中都得到了广泛应用。
通过对点光源的分析和计算，可以得到光线的传播规律和光强分布情况，从而实现真实感的渲染效果。
光亮度的说明
光强度(luminous intensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量，以I表示，单位为坎德拉(candela，简称cd)。
1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量。
勒克司(lux，法定符号lx)照度单位，为距离一个光强为lcd的光源，在1米处接受的照明强度，习称：烛光。
米。
亦即距离该光源1米处，1平方米面积接受1lm光通量时的照度。
光度量几何学名称符号单位英文名光强度I坎德拉Candela(cd)光照度E勒克斯Lux(lx)光亮度L尼特Nit光通量φ流明Lumen(lm)与心理学关系密切的单色光单位有：1、光强度光强度(luminous intensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量，以I表示，单位为坎德拉(candela，简称cd)。
1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量。
2、光通量光通量(luminous flus)是由光源向各个方向射出的光功率，也即每一单位时间射出的光能量，以φ表示，单位为流明(lumen，简称lm)。
3、光照度光照度(luminance)是从光源照射到单位面积上的光通量，以E表示，照度的单位为勒克斯(Lux，简称lx)。
4、反射系数人们观看物体时，总是要借助于反射光，所以要经常用到"反射系数"的概念。
反射系数(reflectance factor)是某物体表面的流明数与入射到此表面的流明数之比，以R表示。
5、光亮度光亮度(luminance)是指一个表面的明亮程度，以L表示，即从一个表面反射出来的光通量。
不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数。
光的强度可用照在平面上的光的总量来度量，这叫入射光(inci-dent light)或照度(luminance)。
若用从平面反射到眼球中的光量来度量光的强度，这种光称为反射光(reflection light)或亮度(brightness)。
例如，一般白纸大约吸收入射光量的20%，反射光量为80%;黑纸只反射入射光量的3%。