Всё что сейчас есть в интернетах на эту тему скорее запутывает, уводит в сторону, и не даёт кристального понимания. Я, инженер-физик по образованию, после десятка запросов на разъяснение темы решил-таки зафиксировать всю правду о люменах в «буквах».
Итак, Lumen (лм, lm) — это единица измерения светового потока, световым потоком обладает вообще всё что светится (является источником света)…
Световой поток, простыми словами, — это «сколько света прошло через конкретную площадь в единицу времени». Это «сколько» — измеряется в люменах (lm)
Прежде чем перейти к проекторам и ANSI lm нужно рассказать о лампочках и lm, к сожалению без этих знаний рассказ о проекторах будет выглядеть вырванным из контекста и непонятным (как всё что есть по этой теме сейчас в интернетах)
Зачем нам световой поток (lm) на примере «лампочки»?
Для того чтобы описывать действе источника света не через характеристики самого источника, а через результат, который этот источник реально выдаёт.
На примере «лампочки» это выглядит так:
Мощность (Ватт — Вт, Watt — W) — характеристика, которая описывает, сколько электроэнергии лампочка потребляет в единицу времени.
Понятие 60 ваттная лампочка говорит нам только о том сколько она будет есть электричества, а не как она будет светить. Ведь при одинаковой мощности, количество света будет ощутимо разным от лампы накаливания, газоразрядной или светодиодной. А ещё разница в свете может зависеть от производителя делающего однотипные лампочки по разной технологии.
Световой поток (Люмен — лм, Lumen — lm) — характеристика, которая поможет описать как лампочка реально светит:
- Лампа накаливания мощностью 60 Вт — световой поток 700 люмен
- Светодиодная лампа мощностью 6 Вт — световой поток 450-1000 люмен (зависит от технологии производства)
Но сам световой поток ничего нам не говорит о том как будет освещена, например, комната. А ещё нет прибора, который бы измерял световой поток.
Для всего этого уже используется параметр освещенность.
Освещенность (люкс — лк, lux — lx) — измеримая характеристика, показывающая насколько эффективно лампочка освещает конкретное пространство.
По освещенности есть даже нормы, вы точно о них слышали: жилая комната — 150 lx; рабочий кабинет — 300 lx, улица ночью — 10 lx и т.п.
Освещенность в конкретной точке измеряется Люксометром.
Чем дальше от лампочки проводится измерение, тем меньшая часть светового потока долетает до точки измерения и тем меньше будет освещенность.
Но световой поток будет всегда одинаковым, на любом расстоянии от лампочки: чем дальше от лампочки, тем большую площадь он освещает и тем меньше освещенность.
Отсюда физическое определение освещенности — отношение светового потока к площади которую он освещает.
В итоге, световой поток — характеристика лампочки, которая позволяет рассчитать освещенность конкретного помещения до монтажа лампочек.
Как производитель считает световой поток лампочки?
Ставит лампочку в «коробку» известной площади поверхности.
Измеряет люксометром освещенность в 10-20-30 точках равномерно распределенных по внутренней поверхности «коробки».
Определяет среднее значение освещенности и делит его на площадь поверхности коробки, получает световой поток лампочки.
Вуаля. Теперь используя световой поток этой лампочки можно вести расчёты освещенности любого пространства.
Световой поток в проекторах (ANSI lm)
Первым делом следует усвоить, что физические величины измеряемые в lm и ANSI lm — одинаковые.
ANSI — это указание на методологию (стандарт) по которой проводятся измерения светового потока для видео-проекторов.
Чтобы потом эти цифры можно было внести в характеристики проектора (и по ним проводить сравнения разных приборов) и по этим же цифрам можно было рассчитывать освещенность проекционного изображения.
Придумал всё это Американский национальный институт стандартов (ANSI) и во всём мире эту методологию приняли. Она проста, изящна и полезна.
Тогда откуда путаница между ANSI-Lumen и Lumen в проекторе?
Всё дело в методологии измерения и никаких формул перевода ANSI lm в lm не существует.
Если бы все имели высшее образование по физике, это даже не вызывало бы сомнения. Но недостаток понимания физики приводит к тому, что даже на сайтах производителей проекторов «горе-маркетологи» продолжают своей ложью вводить людей в заблуждение, придумывают новые названия, оправдывают их и даже составляют таблицы перевода значений.
Как понять, что статья написана не экспертом, а просто является манипуляцией? Первый признак — люмены называют яркостью. Это совершенно другой физический параметр, связанный со всем этим очень-очень опосредованно. А физика не подразумевает разночтений, двойных названий и прочих хитростей гуманитарного способа познания мира.
Смотрите в чём разница
У нас есть проектор.
Полезный свет от него мы регистрируем на выходе из оптики и далее. Рассчитав этот световой поток мы получаем величину в люменах, и называем её ANSI-люмен.
Например показатель в 20 000 ANSI lm — нормальный для профессионального проектора. Далее прикинем что нам может дать мошенник-маркетинг для этого же проектора:
1. Несложно представить, что большая часть света вышедшая из источника света (лампы, лазера) осталась внутри проектора, обрезалась, отразилась, рассеялась и т.п.
Чтобы его учесть и записать в характеристики проектора больше люменов, некоторые китайские производители проекторов, рассчитывают световой поток выходящий из проектора без оптики. И он тогда может стать на 30-70% больше. Например 30 000 lm. И это тоже правильные люмены, но не ANSI люмены, т.к. с их помощью нельзя будет сделать реалистичный расчёт освещенности проекционного изображения.
2. Другой вариант маркетинг-мошенничества — просто указать световой поток источника света используемый в проекторе. Он тоже в правильных люменах, всё как с лампочками в начале статьи. Но такой световой поток выше того что выходит из проектора уже в 10-12 раз. Например 220 000 lm. Это не ANSI люмены и в расчётах проекционного изображения они снова не помогут.
3. Третий вариант — проводить измерение освещенности только в одной, центральной, точке проекции (или небольшой центральной области). В этой точке как правило освещенность (lx) на 20-30% выше, чем средняя расчётная и соответственно световой поток (lm) тоже становится на 20-30% больше, эта величина называется «Peak lumens». Вот 25 000 lm. И её тоже невозможно использовать для расчётов освещенности проекционного изображения. Но можно указать в мошенническом-маркетинге как ANSI lm.
Есть и другие примеры, где приводят якобы-научные обоснования под разные системы расчёта светового потока и измерение освещенности:
В этой горе-маркетинговой статье, сделали несколько правильных выводов, а потом начали их гуманитарно интерпретировать в сторону того что световой поток в ANSI lm у видео-проекторов работающих на разных технологиях (CRT, LCD, DLP) нельзя сравнивать. На самом деле нельзя по световому потоку сравнивать только проекционное изображение от разных типов проекторов, но к изображениям световой поток и не имеет прямого отношения.
Методология расчёта светового потока проектора в ANSI lm
К слову, это единственная достоверная информация доступная в интернете по теме ANSI lm. Но именно она вводит всех в следующее заблуждение.
«я измеряю люксы люксометром, умножаю их на площадь освещенного экрана в кв.м., получаю люмены. Как теперь получить ANSI-люмены, на что-то умножить? может быть мне не подходит люксометр и нужен ANSI-люксометр?»
В общем, не переживайте, если вы измерили обычным люксометром по следующей методологи, то ваши люмены автоматически считаются ANSI-люменами:
- Измерения следует проводить в абсолютно-тёмной комнате. Тотальный blackout.
- Проектор должен светить белым на однородную белую поверхность, например проекционный экран (видео-проектор будет светить прямоугольником, слайд-проектор будет светить кругом).
- Измерение освещенности (lx) проводится люксометром в 9 точках, примерно расположенных как на картинке выше (равномерно).
- Полученные значения освещенности (lx) в каждой точке — суммируются и делятся на 9. Получаем среднее арифметическое значение освещенности — «среднюю освещенность».
- Умножаем среднюю освещенность на площадь проецируемой проектором белой фигуры (кв.м.). И получаем световой поток проектора (ANSI lm).
Прелесть метода в том что он предельно прост, а физика процесса такова, что вы получите одно и тоже значение светового потока, если проецировать на экран:
а) с любого расстояния (световой поток — это световой поток! Сколько света выходит из проектора, столько в пространстве его и сохраняется, закон сохранения энергии в действии, естественно есть поправка на доли % из за рассеивания света в среде но в пределах любого помещения этим можно пренебречь)
б) используя любую оптику (тут правда будет поправка на то, что разная оптика будет поглощать или рассеивать проходящий через неё свет по-разному, обычно это 1-2-3%)
в) под любым углом (но тут конечно нужно уметь правильно измерять и вычислять площадь трапеции для видео-проекторов и площадь эллипса для слайд-проекторов)
Немного про слайд-проекторы
Что такое видео-проекторы все знают, но стоит сказать и пару слов, про упомянутые выше слайд-проекторы.
Однажды (1930-е) в мире появились гобо-проекторы и использовались они в театре, на сцене, в оформлении мероприятий, чтобы направлять луч света и изменять его форму, физически перекрывая световой поток на выходе из проектора или внутри него. Это световой прибор на основе лампы, или диодной матрицы. И как это часто принято в освещении, главный параметр такого прибора — мощность источника света (Вт). Создаваемую таким прибором освещенность измерять никому не нужно.
Потом (1980-е) приём из театров перекочевал на рынок рекламы (Корея и Китай) и гобо-проекторы стали получать гобо с картинкой, через которую проходит свет и делает проекцию «как попадёт». Здесь тоже освещенность и точность проекции — лишнее. А потому этот прибор всё ещё световой, а не проекционный.
И в 2018 году в России появились слайд-проекторы, разработанные компанией BLACK RAYS, специально для применения запатентованной технологии Слайд-Мэппинг. Слайд-проекторы это технологичная модификация гобо-проекторов, превратившая их из светового прибора в точный проекционный прибор, результат работ которого можно описать как стоп-кадр из 3D видео-мэппинга. Естественно, главным параметром слайд-проектора стал уже световой поток (ANSI lm). Но в отличии от видео-проектора, который проецирует «прямоугольник», слайд-проектор проецирует «круг».
Прошу считать эту статью, как истину в последней инстанции.
Если у вас ещё остались вопросы к люменам, прошу в комментарии или в ЛС по контактам ниже.
В следующей статье, я расскажу как, куда и зачем в расчётах проекции используется световой поток в ANSI lm
Подписывайтесь на меня здесь! А в TG, VK, ИГ я рассказываю про:
— индустрию, технологии, искусство Новых Медиа
— своих New Media клиентов
— свою жизнь и работу директора по развитию
Ярких коммуникаций!
Евгений Степанов, DevDir New Media
