Ось маленький скандал із фізики: такого поняття, як «яскравість кімнати», не існує — принаймні як простої фізичної величини. Яскравість у людському розумінні визначається відносно людини. Люкс — це ват світла, зважений за тим, наскільки добре середньостатистичне око бачить кожну довжину хвилі: зелений колір враховується з великою вагою, темно-червоний і фіолетовий майже не помітні, а інфрачервоний взагалі не фіксується. Крива зважування, відома як V(λ), є міжнародним стандартом — системою фізичної фотометрії CIE, наразі опублікованою як ISO/CIE 23539, — а професійний люксметр є, по суті, фотодіодом у точно затонованих окулярах, що імітують цю криву.
Камера телефону таких окулярів не має. І один лише цей факт визначає, що саме телефонний люксметр може чесно заявляти.
Що насправді вимірює інструмент «Світло»
Інструмент «Світло» в Sentio використовує камеру як загальний сенсор світла: він усереднює яскравість усього кадру, зчитує це середнє значення двадцять разів на секунду протягом двох секунд і показує результат — середнє значення, діапазон, розкид та повну двосекундну криву, занесену до вашого каталогу. Число на екрані — це відсоток від шкали сенсора, а не значення в lux.
Це свідома відмова, і причина полягає в конвеєрі обробки зображення камери. Між фотонами та числом, яке ви зчитуєте, відбуваються три перетворення, яких немає у звичайному люксметрі:
- Невідповідні спектральні окуляри. Сенсор сприймає світло крізь червоний, зелений та синій фільтри, розроблені для привабливих фотографій, а не крізь фільтр, узгоджений із V(λ). Дві кімнати з однаковою фактичною освітленістю — одна з теплим світлом, інша з холодним — можуть давати різні показники на камері й однакові на люксметрі, або навпаки.
- Гамма. Вихідний сигнал камери є навмисно нелінійним: конвеєр обробки стискає яскраві значення, щоб фотографії виглядали природно. Збільште кількість світла вдвічі, і значення камери не подвоїться. Фотодіод люксметра за своєю конструкцією є лінійним: удвічі більше світла — удвічі більший показник.
- Невідома абсолютна шкала. Навіть якби ви скасували гамму та виправили спектр, перетворення значений сенсора в lux вимагає фотометричного калібрування, якого ця камера ніколи не проходила. Усередині телефону немає опорного значення, до якого можна прив'язати це перетворення.
То для чого ж він корисний? Для набагато більшого, ніж ви думаєте
Зверніть увагу на те, що витримує всі три спотворення: порядок. Якщо точка А показує вище значення, ніж точка Б, виміряна так само миттю пізніше, то А дійсно яскравіша — гамма монотонна, а спектр денного світла в одній кімнаті не змінюється стрибкоподібно між двома вашими вимірюваннями. Ранжування, порівняння та відстеження тенденцій повністю зберігаються, а це покриває більшість завдань, для яких люди беруть до рук люксметр:
- Порівняйте підвіконня перед тим, як вирішити, де поставити вибагливу рослину. «Яскраве розсіяне світло» стає виміряним значенням: східне підвіконня > північне підвіконня > он та полиця, ось на стільки.
- Порівняйте стіл до та після встановлення нової лампи, наклеювання дзеркальної плівки чи перестановки — те саме місце, той самий час доби, реальне «до/після» замість суб'єктивного враження.
- Стежте за точкою протягом дня. Двосекундний запис також фіксує криву яскравості, тому мерехтливе джерело або хмаринка, що проходить повз, відображатимуться як розкид показників, а не непомітно спотворюватимуть середнє значення.
Це застосований до світла принцип відносних характеристик платформи: абсолютні рівні належать пристрою, а порівняння — навколишньому світу. Цей інструмент створено для того, щоб робити твердження лише другого типу.
Що дає вам професійний вимірювач освітленості
Справжній люксметр — це значно простіший і набагато дисциплінованіший пристрій: один фотодіод, один V(λ)-узгоджений фільтр, один косинусно-скорегований розсіювальний купол (щоб світло, яке падає під кутом, враховувалося відповідно до визначення освітленості) та лінійний підсилювач — кожна з цих характеристик оцінюється відповідно до ISO/CIE 19476, стандарту, що визначає індекси якості саме для таких інструментів: наскільки точно фільтр відтворює V(λ), наскільки правильним є косинусний відгук та наскільки лінійною залишається шкала.
| Професійний люксметр ($100–$2,000) | Інструмент «Світло» на телефоні | Де проявляється різниця |
|---|---|---|
| Фотодіод із V(λ)-фільтром — вимірює світло так, як його сприймає стандартне людське око | RGB-сенсор камери з фотографічними фільтрами | Порівняння сцен за різних джерел світла (тепле проти холодного, LED проти денного) — спектральна похибка камери відрізняється залежно від джерела |
| Лінійний відгук, калібрована абсолютна шкала в lux | Відносна шкала з гамма-компресією, без фотометричної прив'язки | Будь-яке абсолютне твердження на кшталт «освітленість цього столу становить 480 lux» вимагає справжнього люксметра |
| Косинусно-скорегований розсіювач вимірює світло, що надходить з усіх напрямків | Об'єктив із обмеженим полем зору, спрямований кудись | Вимірювання освітленості на робочих поверхнях; зміна напрямку зйомки змінює показники телефона |
| Сертифікат калібрування; придатний для перевірки відповідності стандартам освітлення | Сертифікат не передбачений конструкцією | Аудит освітлення офісів чи майстерень, суперечки, будь-які регуляторні питання |
| Одне число, одне завдання | Завжди у вашій кишені; кожен показник зберігається за певним об'єктом разом із його графіком, дозволяючи безкоштовно відстежувати тенденції | — цей рядок за телефоном: прилад, який у вас є, кращий за той, який довелося б купувати, для будь-го завдання, що зводиться до порівняння |
Експозиція: фотографічна версія тієї ж дисципліни
Фотографи вирішили цю проблему за століття до появи телефонів: ручний експонометр — це вимірювач світла, показники якого виражаються в налаштуваннях камери, а не в lux. Але головний урок цієї традиції залишається незмінним: вимірювач корисний лише тоді, коли пристрій, який приймає його дані, перестає сумніватися в них. Камера з автоекспозицією — це вимірювач світла, підключений безпосередньо до регулятора, який скасовує все, що цей вимірювач зафіксував. Саме тому кожен чутливий до рівня інструмент на цій платформі починає роботу з блокування автоматики. Вимірювання та «корисне» автопідлаштування не можуть існувати разом.
Чесний підсумок одним реченням: телефон — це компаратор, а люксметр — це фотометр. Якщо ваше запитання містить порівняння — яскравіше ніж, тьмяніше ніж, яскравіше, ніж минулого місяця — телефон чудово впорається. Якщо ж ваше запитання містить конкретне число з одиницею вимірювання та має юридичні чи інші наслідки, візьміть фотометр в оренду.
Суміжний інструмент до інструмента «Світло» вимірює те, на що падає світло — це інструмент «Колір», а ліхтарик перетворює їх обидва на прилади з керованим джерелом світла: для вимірювання відбивної здатності та напівпрозорості. Про те, де вимірювання за допомогою телефона дійсно може конкурувати з професійним обладнанням, а де ні, читайте в чесному звіті.