книги из ГПНТБ / Кривошеев М.И. Световые измерения в телевидении

т. д.). Измерения на экране включают, как и в предыдущей группе, измерения яркости, цвета, контрастности крупных и мелких дета­

та. Сюда же относятся измерения, выполняемые при установке цветового баланса в приемнике цветного телевидения.

Таким образом, в соответствии с проведенной классификацией измерению подлежат в первую очередь следующие световые вели­ чины и характеристики (рис. В.2): коэффициент отражения, изме­ ряемый на объекте или'на проекционном экране; коэффициент про­ пускания (или оптическая плотность), измеряемый у'проецируемых прозрачных объектов (кинопленка, диапозитивы), у светофильтров, применяемых для коррекции в камерах или для создания 'нужного освещения в студни, у всех оптических частей камеры (объективы, линзы, светоделительные зеркала и т. д.) и у защитных стекол пе­ ред кинескопами в приемниках и видеоконтрольных устройствах; яркость, измеряемая на объекте и наблюдаемом экране; цвет, 'из­ меряемый на объекте и наблюдаемом экране; контрастность круп­ ных и мелких деталей, измеряемая на объекте и наблюдаемом экране; освещенность, измеряемая на объекте передачи, светочув­ ствительном элементе преобразователя свет-сигнал и в месте наб­ людения изображения; спектральное распределение излучения, спектральное пропускание и отражение.

Спектральное распределение излучения измеряется у источников освещения, в преобразователях сигнал-свет, у приемных экранов. Спектральное пропускание (или отражение) измеряется у элемен­ тов оптического пути камеры, у защитных стекол телевизоров и светофильтров, применяемых в студии с источниками освещения.

Анализ описанной классификации телевизионных световых из­ мерений позволяет сделать вывод, что для телевидения специфич­ ны, главным образом, измерения, выполняемые на экране воспро­ изводящих устройств и связанные с преобразованиями свет-сигнал и сигнал-свет. К таким измерениям относятся измерения: яркости, цвета и контрастности крупных и мелких участков воспроизводи­ мого изображения, характеристик приемных и передающих трубок.

Впоследнем случае широко используются специфические ме­ тоды измерений характеристик видеосигналов, создаваемых пере­ дающей трубкой. По своему характеру эти методы могут быть от­ несены к категории методов импульсных измерений в диапазоне видеочастот.

Впоследние годы все более широко применяются как в веща­

ные методы измерений яркости и других характеристик излучения имеют ряд преимуществ перед общеупотребительными способами: они позволяют выполнить измерения на удаленных объектах и пла­ нетах, контролировать процессы, при которых невозможно присут­

Лучистый поток является основной величиной, характеризую­ щей 'излучение. Через эту величину определяется ряд других ве­ личин, которые характеризуют излучение и образуют систему лу­ чистых величин.

Лучистый поток в (1.1) является интегральной величиной, оце­ нивающей суммарную энергию, переносимую всеми спектральны­ ми составляющими излучения. Однако часто представляет интерес

спектральной чувствительностью передающих трубок и т. п. Спек­ тральное распределение сложного излучения характеризуют вели­

спектральном интервале, содержащем данную длину волны, к ши­ рине этого интервала:

Спектральная плотность лучистого потока измеряется в Вт/м. Интегрирование функции спектральной плотности лучистото по­

тока (1.2) по всему спектру излучения дает величину лучистого потока

В общем случае пределы интегрирования указываются, как в (1.3), от 0 до оо, хотя практически они определяются границами спектра излучения.

1.2. СВЕТОВЫЕ ВЕЛИЧИНЫ

Различные приемники излучения по-разному реагируют на па­ дающее на них излучение, преобразуя его в другие виды энергии. Применительно к телевидению в первую очередь представляют интерес глаз как приемник световой энергии, преобразующий ее в конечном счете в зрительные ощущения, и светочувствительные элементы передающих трубок и фотоэлементов (фотоумножите­ лей), преобразующие световую энергию в электрические сигналы.

С учетом чувствительности приемника, определяющей его реак­ цию на излучение, рассчитывают эффективные значения различных величин, характеризующих это излучение. Так, эффективный по­ ток Ф эквивалентен мощности излучения, оцененной по уровню

') Спектральное распределение лучистого потока для .излучений с лимейчаты.нл спектрами может быть задано значениями лучистых потоков для каждой спектральной лишім.

— ІЗ —

реакции 'приемника лучистой энергии [1]. Для сложного излучения мерой реакции приемника будет его интегральная чувствитель­ ность g, поэтому

а для монохроматического излучения мерой реакции приемника бу­

— 14 —

вндности для отдельных лиц отличаются друг от друга; приведен­ ная .кривая .получена в результате усреднения результатов изме­

вместо К{%) относительную спектральную световую чувствитель­

Остальные световые единицы аналогично лучистым выводятся из понятия светового потока.

У обычных «неточечных» источников распределение света в про­ странстве 'Неравномерно. Поэтому значение силы света для таких источников должно указываться не только по величине, но и по направлению.

Для оценки излучающих свойств поверхности источника света вводится понятие светимости R, представляющей собой плотность излучаемого светового потока по площади поверхности излучаю­ щего тела:

ток, излучаемый поверхностью независимо от направления излу­ чения. Если же 'представляет интерес световое излучение поверх­ ности в определенном натравлений, то его характеризуют ярко­ стью.

Яркостью В светящейся поверхности называют пространствен­ ную плотность светового потока, отнесенную к единице площади

') МКО стандартизовала также и относительную спектральную световую чувствительность глаза для ночного зр&гаїя V'(X), когда функция спектральной

чувствительности глаза сдвигается .в область более коротких >волн |(эффект Пургашье).

— 15 —

1.3.СВЕТОВЫЕ ЕДИНИЦЫ

Вкачестве основной единицы для построения всей системы све­

ния полного излучателя в перпендикулярном этому сечению нап­ равлении, при температуре излучателя, равной температуре за­

ная от канделы. Люмен равен световому потоку, испускаемому внутри телесного угла в один стерадиан точечным источником све­ та силой в одну канделу в направлениях внутри этого угла. Через световой поток, являющийся эффективным потоком в системе све­ товых величин, устанавливается количественное соотношение меж­ ду лучіистьши и световыми величинами. Для этого попользуется полученное в результате точных измерений соотношение, устанав­ ливающее, что 1 Вт лучистого потока монохроматического излу­ чения с длиной волны Х,=555 нм равен 683 лм светового потока [1]. Следовательно, величина V(K)m'B (1.9), т. е. максимальное зна­ чение функции спектральной чувствительности глаза, равна 683, и световой поток сложного излучения со сплошным спектром опре­ деляется выражением

Отношение светового потока к лучистому, показывающее, ка­ кая часть общего излучения источника используется глазом, на­ зывается световой отдачей источника:

Световая отдача измеряется в лм/Вт.

За единицу освещенности принимается освещенность поверх­

ствующая люмену на квадратный сантиметр; 1 ф = 104 лк. Светимость также измеряется в люм-енах на квадратный метр,

но единица светимости не имеет специального названия.

Для яркости установлена единица кандела на квадратный метр (кд/м2 ). Эта единица равна яркости светящейся поверхности пло-

') Старое «аэвание — овеча.

— 17 —

щадыо 1 м2 при силе света 1 кд. Ранее эта единица •называласьнит, а сейчас не имеет специального названия. Долгое время в ка­ честве единицы яркости использовался стильб, равный свече с квадратного сантиметра. 1 сб = 101 кд/м2 ; 1 кд/м 2 =1 дмсб (децимиллистильб).

В США и Англии применяются также световые единицы, осно­ ванные на использовании фута в качестве единицы длины и лам­

кости, которое имеет размерностью канделу, деленную на единицу площади.. Поэтому ламберт не согласуется со всей системой при­ нятых световых единиц [5]. Эта и производные от нее единицы при­ ведены здесь, поскольку они часто встречаются в английской н американской научно-технической литературе.

В качестве единицы освещенности используется фут-кандела (foot-candle; i.e.), равная освещенности поверхности площадью в один квадратный фут, на которой равномерно распределен свето­ вой поток в 1 лм. 1 f.c. = 10,764 як.

В качестве единиц яркости наряду с ламбертом применяются также милли-ламберт, фут-ламберт и кандела на квадратный фут. Фут-ламберт (foot-lambert)—единица, равная 1/я ка-нделы с квад­ ратного фута. Иначе, яркость в 1 фут-ламберт имеет поверхность, •излучающая согласно закону Ламберта и испускающая 1 лм с квадратного фута. Это также яркость совершенного отражающего рассеивателя, на котором создана освещенность в одну фут-кап- делу.

Иногда встречается также единица яркости апостильб, равная яркости совершенного отражающего рассеивателя, освещенность которого равна одному люксу.

Ниже приводятся соотношения между рассмотренными выше

1.4. ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕДМЕТОВ

При падении лучистого потока на поверхность какого-либо те­ ла часть потока может пройти сквозь тело, часть — отразиться от его поверхности, а часть потока поглощается телом. В большин-

') См. разд. J.4.

— 18 —