Освечиваемость (о) пропорциональна произведению силы света I на время вспышки t и имеет размерность кд×с:

O=I×t. (1.3.22)

Как правило, эту величину используют для характеристки импульсных источников света.

Светимость (М) – поверхностная плотность светового потока F, излучаемого или отражаемого поверхностью равномерно во всех направлениях, она измеряется в лм/м².

Для отраженного светового потока: M=rF/S=rЕ. (1.3.23)

Для прошедшего сквозь тело светового потока: M=tF/S=tЕ. (1.3.24)

И светимость М, и освещенность Е характеризуют плотность световых потоков, но освещенность определяет плотность падающего потока F, а светимость – отраженного F_r или прошедшего через тело F_t . Поэтому светимость зависит от свойств тела (коэффициент пропускания - t ) и свойств его поверхности (коэффициент отражения - r).

Для диффузно отражающих поверхностей отраженный световой поток можно определить из выражения:

F_r = rF =pI, (1.3.25)

где p имеет размерность пространственного угла в стерадианах.

Светимость можно выразить и через яркость L. Для этого обе части приведенного выше уравнения разделим на общую площадь S :

F_r /S=p I/S, (1.3.26)

где М=F_r /S – светимость, а L= I/S – яркость в направлении к нормали. Следовательно М=pL. (1.3.27)

Световая отдача, или световая эффективность h, характеризует ту часть лучистого потока источника света, которая превращается в видимый свет, и выражается отношением светового потока (в люменах) к потребляемой электрической мощности (в ваттах):

h=F/P, лм/вт. (1.3.28)

Отношение числа световых ватт к числу ватт излучения представляет собой безразмерную величину – световой коэф­фициент полезного действия (КПД) излучения.

В случае монохроматического излучения с длиной волны 555 нм КПД мо­жет достигать единицы (100%). Для всех других излучений световой КПД всегда меньше единицы, а для излучений вне видимой области спектра, падает до нуля. Значения световой отдачи и КПД для различных источников света приведены в таблице 1.3.4.

Таблица 1.3.4.

Источник света	h, лм/Вт	КПД, %
Монохроматическое излучение с длиной волны 555 нм	683	100
Источник белого света Е с равноэнергетическим спек­тром	242	35,5
Светодиоды белого свечения	70…170	35…60
Металлогалогенные лампы	80…110	12…16
Дуговые лампы интенсивного горения	40…50	6…7,5
Люминесцентные лампы	35…60	5…9
Вольфрам при плавлении	55	8,1
Ксеноновые шаровые лампы сверхвысокого давления	30…40	4,4…5,8
Ксеноновые трубчатые лампы	28…31	4,1…4,5
Различные вольфрамовые лампы	9…34	1,3…5,1

Как видно из таблицы 1.3.4 наилучшие показатели эффективного выхода светового потока для реальных источников света имеют металлогалогенные лампы и новое поколение светодиодов, параметры которых улучшаются с каждым годом. Хотя мощность светодиодов и даже светодиодных сборок значительно уступает мощности металлогалогенных ламп.

Таблица 6.2.5. Основные энергетические и световые величины (в соответствии с системой СИ и Международным светотехническим словарем)

Рассмотренные световые величины позволяют сделать объективную оценку, получить необходимые экспонометрические данные как для киносъемки, так и для фото-теле-видеосъемки, подобрать осветительные приборы.

Такие оценки, такие замеры необходимы и для оптимизации количества осветительных приборов, их моделей, подбора мощностей приборов, а также для обеспечения оптимального режима работы сразу нескольких видеокамер, особенно если предусмотрено проведение многокамерных съемок, например, торжественных мероприятий, концертов и т.д..

Световой поток и сила света обычно указывается в технических параметрах осветительных приборов. Эти значения определяются в лабораторных условиях с использованием достаточно габаритных фотометрического шара и фотометрической скамьи. Освещенность, создаваемую этими осветительными приборами, легко рассчитать по приведенным выше формулам. В технических характеристиках приборов сегодня приводятся графики значений освещенности в зависимости от расстояния. Но эти значения освещенности не являются расчетными – это уже результат практических замеров, выполненных с достаточно высокой точностью. Такие замеры выполняются люксметром (рис.1.3.8 – общий вид люксметра Ю-116, где: 1 – селеновый фотоэлемент в пластмассовом корпусе, 2 – измеритель магнитоэлектрической системы – микроамперметр, 3 – насадка-полусфера, обозначенная буквой К, для уменьшения косинусной погрешности, 4 – насадка М-10, 5 – насадка Р-100, 6 – насадка Т-1000). На рис.1.3.9 – электрическая схема люксметра Ю-116 с переключателем S1 на две шкалы (30 или 100 делений), делителями на резисторах R1, R2, R3 и R4, включающая фотоэлемент В, подключенного через делители к микроамперметру Р, шкалы которого проградуированы непосредственно в люксах. Люксметр Ю-116 имеет несколько сменных оптических ослабителей света (М, Р, Т), которые соместно с косинусной насадкой К позволяют расширить диапазон измерений до 100000 лк (по четыре варианта для каждой шкалы):

• 30 лк или 100 лк – без насадок

• 300 лк или 1000 лк – насадки К+М-10 (10^×)

• 3000 лк или 10000 – насадки К+Р-100 (100^×)

• 30000 лк или 100000 – насадки К+Т-1000 (1000^×)

При измерениях освещенности светочувствительная поверхность фотоэлемента 1 направляется на источник света.

Во избежание превышения 5% погрешности измеряемой освещенности, для люксметра Ю-116 достоверный диапазон измерений для одной шкалы (0…30) начинается с цифры 5, а для другой (0…100) – с цифры 17.

Рис.1.3.8 – Общий вид люксметра Ю-116

Рис.1.3.9 – Электрическая схема люксметра Ю-116

На смену стрелочным люксметрам Ю-116 пришли цифровые люксметры из ближнего и дальнего зарубежья. Цифровой люксметр нового поколения «ТКА-Люкс» (рис.1.3.10) существенно превосходит Ю-116 по всем параметрам. Диапазон измерений этого цифрового люксметра составляет уже 200000 люкс, он имеет значительно меньшие габариты и вес и более высокую точность измерений. Правда, все цифровые люксметры, в отличие от Ю-116, требуют подачи питающего напряжения (для «ТКА-Люкс» – это 9 Вольт от батарейки «Крона»).

Рис. 1.3.10 – Цифровой люксметр «ТКА-Люкс»

В арсенале операторов и светотехников для измерения освещенности и яркости имеются более практичные экспонометры и яркомеры или цветояркомеры. Разработаны и успешно применяются десятки аналоговых, цифровых и цифро-аналоговых моделей этих приборов. Они существенно отличаются от лабораторных люксметров и яркомеров, так как позволяют определять не только освещенность в люксах или яркость в канделах на кв.м, но и диафрагму, выдержку, а также другие параметры важные для съемочного процесса. Наиболее «продвинутые» разработки данных приборов позволяют запомнить несколько значений измеренных величин. Экспонометры и яркомеры требуют отдельного рассмотрения.