Вот вам небольшой скандал из мира физики: такого понятия, как «насколько светло в комнате», не существует — по крайней мере, в виде простой физической величины. Яркость в человеческом понимании определяется относительно самого человека. Один lux — это ватт световой мощности, взвешенный с учетом того, насколько хорошо средний глаз воспринимает каждую длину волны: зеленый цвет учитывается с большим весом, темно-красный и фиолетовый едва регистрируются, а инфракрасный не воспринимается вовсе. Кривая взвешивания, называемая V(λ), представляет собой международный стандарт — систему физической фотометрии CIE, опубликованную на данный момент как ISO/CIE 23539, — а профессиональный люксметр — это, по сути, фотодиод в точно тонированных «очках», имитирующих эту кривую.
У камеры телефона таких «очков» нет. И один этот факт определяет то, на что может честно претендовать телефонный люксметр.
Что на самом деле измеряет инструмент Light
Инструмент Light в Sentio использует камеру как датчик общей освещенности: он усредняет яркость всего кадра, делает замеры этого среднего значения двадцать раз в секунду в течение двух секунд и выводит результат — среднее, диапазон, разброс и полную двухсекундную кривую, которая сохраняется в вашем каталоге. Число на экране — это процент от шкалы датчика, а не значение в lux.
Это осознанный отказ, и причина кроется в тракте обработки изображений камеры. Между фотонами и числом, которое вы видите, происходят три преобразования, которых нет у люксметра:
- Не те спектральные очки. Датчик видит свет через красный, зеленый и синий фильтры, разработанные для получения приятных фотографий, а не через фильтр, согласованный с V(λ). Две комнаты с одинаковой истинной освещенностью — одна с теплым светом, другая с холодным — могут дать разные показания на камере и абсолютно одинаковые на люксметре, или наоборот.
- Гамма. Выходной сигнал камеры намеренно нелинеен: тракт обработки сжимает яркие значения, чтобы фотографии выглядели естественно. Удвойте количество света, и показание камеры не увеличится вдвое. Фотодиод люксметра линеен по своей конструкции: больше света в два раза — показания выше в два раза.
- Неизвестная абсолютная шкала. Даже если бы вы отменили гамма-коррекцию и скорректировали спектр, для преобразования значений датчика в lux потребовалась бы фотометрическая калибровка, которую эта камера никогда не проходила. Внутри телефона нет эталона, к которому можно было бы привязать это преобразование.
Так для чего же он нужен? Для гораздо большего, чем кажется
Обратите внимание на то, что выдерживает все три искажения: порядок. Если в точке А показания выше, чем в точке Б, при измерении одним и тем же способом с разницей в несколько секунд, значит, в точке А действительно светлее — гамма монотонна, а спектр дневного света в одной комнате не меняется скачкообразно между двумя вашими замерами. Ранжирование, сравнение и отслеживание тенденций полностью сохранены, а это покрывает большинство задач, для которых люди на самом деле берут в руки люксметр:
- Сравнить подоконники перед тем, как решить, куда поставить капризное растение. «Яркий рассеянный свет» превращается в конкретные измеренные величины: восточный подоконник > северный подоконник > вон та полка.
- Сравнить освещенность стола до и после покупки новой лампы, наклеивания зеркальной пленки или перестановки — то же место, то же время суток, реальное «до/после» вместо субъективного ощущения.
- Отслеживать освещенность места в течение дня. Двухсекундная запись также фиксирует кривую яркости, поэтому мерцающий источник света или проплывающее облако отобразятся в виде разброса значений, а не просто незаметно исказят средний показатель.
Это принцип относительных характеристик платформы в применении к свету: абсолютные уровни зависят от устройства, а сравнения принадлежат реальному миру. Этот инструмент создан исключительно для выводов второго типа.
Что дает вам профессиональный измеритель освещенности
Настоящий люксметр — это гораздо более простой и строгий прибор: один фотодиод, один согласованный с кривой V(λ) фильтр, один косинусный рассеиватель (чтобы свет, падающий под углом, учитывался в соответствии с определением освещенности) и линейный усилитель. Каждая из этих характеристик описывается стандартом ISO/CIE 19476, определяющим показатели качества именно таких приборов: насколько точно фильтр соответствует кривой V(λ), насколько точна косинусная характеристика и насколько линейна шкала.
| Профессиональный люксметр ($100–$2,000) | Инструмент телефона «Свет» | Где сказывается разница |
|---|---|---|
| Фотодиод с фильтром V(λ) — измеряет свет так же, как его воспринимает стандартный человеческий глаз | RGB-сенсор камеры со светофильтрами, оптимизированными для фотосъемки | Сравнение сцен при разных источниках света (теплый против холодного, светодиодный против дневного) — спектральная погрешность камеры отличается для каждого источника |
| Линейная характеристика, откалиброванная абсолютная шкала в lux | Относительная шкала с гамма-компрессией, без фотометрической привязки | Любое абсолютное утверждение (например, «освещенность этого стола составляет 480 lux») требует настоящего люксметра |
| Косинусный рассеиватель измеряет свет, поступающий со всех направлений | Объектив с ограниченным углом обзора, направленный в определенную точку | Измерение освещенности рабочих мест на поверхности; изменение направления камеры меняет показания телефона |
| Сертификат о калибровке; подходит для проверки на соответствие стандартам освещенности | Без сертификата, по задумке | Аудит освещения в офисах и цехах, споры, любые нормативные требования |
| Одно число, одна задача | Всегда в кармане; каждое Измерение сохраняется в Объект вместе со своим графиком, позволяя бесплатно отслеживать тенденции | — эта строка за телефоном: прибор, который у вас уже есть, лучше прибора, который пришлось бы купить, для любого вопроса, сводящегося к сравнению |
Экспозиция: версия той же дисциплины для фотографов
Фотографы решили эту проблему за век до появления смартфонов: портативный экспонометр — это люксметр, показания которого выражаются в настройках камеры, а не в lux. Но главный урок этой традиции шире: измерительный прибор полезен только тогда, когда устройство, принимающее его данные, перестает сомневаться в них. Камера с автоэкспозицией — это экспонометр, напрямую подключенный к диску управления, который сводит на нет все замеры. Вот почему каждый чувствительный к уровню инструмент на этой платформе начинает с блокировки автоматических настроек. Измерение и «полезная» автоматическая корректировка не могут ужиться вместе.
Честный вердикт в одной строке: телефон — это компаратор, а люксметр — это фотометр. Если ваш вопрос содержит слово «чем» (ярче, чем; темнее, чем; ярче, чем в прошлом месяце), телефон отлично с этим справится. Если же ваш вопрос содержит конкретное число с единицей измерения и влечет за собой последствия, возьмите фотометр в аренду.
«Родственник» инструмента «Свет» измеряет то, на что падает свет — это инструмент «Цвет», а фонарик превращает их оба в приборы с управляемым источником света: для измерения коэффициента отражения и светопропускания. О том, где Измерение с помощью телефона действительно может конкурировать с профессиональным оборудованием, а где нет, читайте в нашем честном обзоре.