Cuanto más leo sobre esto, más confundido me vuelvo. La iluminancia , tal como la entiendo, medida en lux , es el brillo percibido de la luz en una superficie. Es lo que mediría con un sensor de luz incidente. La luminancia , entonces, es la cantidad de luz reflejada que percibiría mirando esa superficie. Esto es lo que mide el fotómetro de una cámara. ¿Estoy en lo correcto hasta ahora?
En ambos casos, la palabra "percibido" es importante, porque las escalas se ponderan utilizando una función de luminosidad para asignar longitudes de onda a las sensibilidades particulares del ojo humano . Sin embargo, en el caso de la iluminancia, solo hay percepción real si su ojo es la superficie en cuestión.
Básicamente puedo entender esto, pero luego me encuentro con gráficos que dicen cosas como "sala de estar familiar: 50 lux". ¡Espera! ¿Eso realmente significa que las luces típicas de una casa son tan brillantes, o es simplemente confusa y equivocada, o estoy confundida y equivocada?
Si no está tomando fotografías de fuentes de luz directamente, ¿por qué una lectura del medidor de luz incidente sería útil en fotografía? La luz reflejada registrada en una película o por un sensor suele ser lo que hace una fotografía. Entonces, si tengo un medidor de luz incidente, ¿cómo se relaciona significativamente esa lectura con la configuración de mi cámara?
Dado que los medidores de luz incidente se venden y usan, esto implica que debe haber alguna conversión útil. Pero aquí es donde mi cerebro explota. Google me dice que 1 lumen equivale a 1 candela, por lo que 1 lumen/m² (es decir, 1 lux) debe ser igual a 1 candela/m2 (es decir, 1 nit). Pero claramente algo falta en esto. Hay algo llamado "estereorradián". Los conos están involucrados. Nunca había oído hablar de esto antes; ¿cómo encaja? Puedo ver cómo podría determinarse al calcular la utilidad de la iluminación LED para el hogar, pero para una foto, estoy perdido.
Una parte de mi cerebro (explotado, del último párrafo) está tratando de relacionar esto con la diferencia entre la medición de flash con TTL y con un medidor de incidentes. Pero, ¿cómo puede funcionar el medidor de incidentes sin conocer las propiedades de reflectancia de los objetos en la escena? ¿De esto se trata la "C" en el estándar lux→EV del medidor de luz incidente ? ¿Es solo un valor promedio de que esto probablemente funcionará, o hay más que eso? Y si es solo un promedio, ¿qué conocimiento es necesario para compensar las escenas fuera del promedio? (Al igual que con la constante K y el 18 % de gris con medición reflectante , donde el fotógrafo simplemente juzga si la escena debe ser más brillante o más oscura que el promedio dado por el medidor).
Así que sí, mucha confusión. En breve:
Actualización: agradezco la respuesta de Stan, que cubre bastante bien el tercer punto de cuándo y cómo. Y creo que básicamente tengo el primer punto resuelto, como se describe anteriormente. Pero agradecería algunas respuestas que también cubran el tema de la conversión, tanto en el resumen matemático como en la práctica para la fotografía. Y tampoco me importaría más por qué y cómo.
La respuesta de Stan es excelente para explicar la medición desde un punto de vista práctico. También parece estar preguntando cuáles son los detalles, particularmente en torno a los estereorradianes y la conversión de Lux a EV. Usando los artículos de Wikipedia que ha vinculado y algunos enlaces secundarios de allí, creo que puedo explicar algunas cosas y dejar el resto a la extrapolación.
En primer lugar, estereorradianes . Término extraño y concepto extraño, sin embargo, una vez que entiendes lo que realmente es, las cosas comienzan a tener más sentido. Para dar un paso atrás, hablemos primero de radianes . Un radián es una medida angular, que simplemente significa lo siguiente:
Un radián es un arco que tiene la misma longitud que el radio de un círculo.
Un radián se mide en el plano bidimensional. Un estereorradián es similar a un radián, solo se mide en tres dimensiones. La definición de un estereorradián es la siguiente:
Un estereorradián es un parche circular en la superficie de una esfera cuyo área es igual al cuadrado del radio de la esfera.
Un estereorradián es una extraña "proyección" de un ángulo subtendido 2D en un espacio tridimensional, o lo que se llama un ángulo sólido . La intersección del ángulo 2D con la superficie de la esfera intersecta un parche circular (que a su vez está dividido en dos por el arco de radianes). Otro término para esto es radianes al cuadrado . El ángulo sólido que representa un estereorradián se calcula como:
θ = A/r^2
Que, curiosamente, es simplemente r 2 /r 2 , o tiene las unidades m 2 * m -2 , lo que hace que un estereorradián, como el radián, sea una especificación sin unidades que describe un área fija en la superficie de una esfera en relación con el radio de la esfera .
Para completar la definición de un estereorradián en relación a una esfera:
El ángulo sólido de una esfera entera es equivalente a 4π sr.
Uno podría verlo de otra manera:
El área superficial de una esfera tiene la unidad 4π sr.
Ahora que la definición de un estereorradián está fuera del camino, podemos llegar a una comprensión más clara de la relación de un lumen a una candela . Según el artículo de wikipedia vinculado:
1 lm = 1 cd sr
O bien, un lumen es igual a una candela estereorradián . Una candela estereorradián es el poder luminoso de la luz emitida por un estereorradián, que como sabemos ahora por la discusión anterior, es el área de un parche circular en una esfera igual al cuadrado del radio de esa esfera.
Si traemos una fuente de luz a la discusión, para hacer las cosas más reales, eso se traduciría en lo siguiente. Suponiendo que tenemos una bombilla con un radio de 1,5", que mide a 1 lumen, podría describirse como emitiendo 1 cd desde cualquier área en la superficie de esa bombilla que mida 1,5" 2 (área total de 2,25").
La bombilla de luz completa en realidad emite un total de 1 cd 4π sr, o un total de 12,57 lm desde todos los ángulos. Sin embargo, el fotómetro no medirá 12,57 lm, porque solo mide desde un ángulo hasta la bombilla, no desde todos los ángulos hasta la bombilla. Si asumimos que nuestro medidor de luz es efectivamente sensible a aproximadamente un estereorradián, entonces medirá 1 lumen.
¿Mas preguntas?
P: Uno puede preguntarse, ¿por qué equiparar 1 lumen con 1 candela estereorradián, en lugar de solo 1 candela?
R: La respuesta es geometría . Describir una candela es útil para decirnos una cantidad de luz, pero no necesariamente su concentración o la forma y tamaño de la emisión. El propósito de incluir estereorradianes en la mezcla es que involucra una forma geométrica específica y un área para la fuente de luz que emite un lumen de luz.
Se vuelve más importante cuando tienes una fuente de luz de alta densidad. Por ejemplo, un puntero láser de baja potencia (milivatios) podría equivaler a 250 000 w/sr. Ahora, cuando considera las capacidades de densidad de, digamos, un ojo a 120,000 w / sr, se vuelve más que trivial, ¿lo ve? ¡Oh, espera, no lo verás!
Según wikipedia, un lux es la medida de lúmenes por metro cuadrado. En términos unitarios, dado que un lm es igual a un cd sr , entonces:
1 lux = 1 cd sr/m^2
Si entiendo bien, eso podría leerse como 1 lux es equivalente a la cantidad de luz recibida en una superficie iluminada por una fuente de luz con un radio de un metro que emite 1 cd sr de potencia luminosa hacia la superficie medida.
La conversión de lux a EV es bastante simple e involucra una constante C. No puedo decir específicamente cómo se deriva C, sin embargo, si asumimos que el valor "común" de 250 es exacto, una fórmula simple para convertir de lux a EV sería:
VE = log 2 (E*S)/C
Donde S es el sensor ISO y E es la iluminancia en lux. Si asumimos que una escena está iluminada con 1 lux y nuestro ISO es 100, entonces (mano larga, traducida a logaritmo de base diez para el cálculo en una calculadora común):
EV = log 2 (1 * 100) / 250
EV = log 2 100/250
EV = log 2 0,4
EV = log 10 0,4 / log 10 2
EV = -0,398 / 0,301
EV = -1,322
Un valor de exposición bastante bajo, sin embargo, eso sería de esperar para la mísera iluminación proporcionada por 1 lux. Para ir por el otro lado y calcular cuánta iluminación necesita para admitir un EV específico, podemos reorganizar la conversión entre EV y E (mano larga):
EV = log 2 (E S) / C
2 EV = 2 log 2 (E S) / C
2 EV = E * S/C
2 EV * C/S = E * S/C * C/S
2 EV * C /S = E
E = 2 EV * 250/100
Eso nos lleva a una fórmula simple y agradable para calcular lux a partir de EV (cuando ISO es 100):
E = 2 VE * 2,5
Si nuestro EV objetivo es 1, entonces calculamos lux así:
mi = 2 1 * 2,5
mi = 2 * 2,5
mi = 5
Para una exposición de un EV, necesitamos exactamente 5 lux de iluminación, o 5 cd sr/m^2, o 5 lm/m^2.
¿Mas preguntas?
P: Uno puede preguntarse, ¿por qué medir lux, que son lm/m^2, en lugar de simplemente medir lúmenes?
R: La respuesta sería unidades , o más específicamente, unidades de área que un ser humano pueda reconocer fácilmente. Un estereorradián de candela es útil para decirnos la cantidad y la geometría, sin embargo, un estereorradián no tiene unidades. Define puramente la geometría, pero no especifica ningún área específica. Un estereorradián es un estereorradián, independientemente del radio real de la esfera. Sin embargo, un estereorradián de candela por metro cuadrado aporta suficiente especificidad de unidad para que podamos entender más claramente exactamente cuánta luz es realmente 1 lux (que, francamente, no es mucho).
Tienes el espacio del problema bastante fijo. La medición de luz incidente mide lo que cae sobre el sujeto independientemente de su reflectividad característica, etc., mientras que la medición de luz reflejada mide lo que refleja el sujeto, independientemente de las características de la luz incidente. El medio de grabación en la cámara, como señaló, registra lo que se refleja (o, si se incluye una fuente de luz en la imagen, lo que transmite) el sujeto. Independientemente del tipo de medición que se utilice, el objetivo del juego es registrar la luz procedente del sujeto de forma adecuada para la imagen.
Es fácil imaginar lo que sucede con un medidor de luz reflejada, ya sea el medidor integrado en la cámara o un punto de mano separado o un medidor promedio. La medición de la luz incidente es un poco más difícil de imaginar.
La mayoría de las mediciones de luz incidente se realizan con un invercone tipo domo . Esencialmente, tiene un difusor hemisférico sobre el elemento sensible a la luz que acepta luz de 180 grados (90 grados fuera del eje en todas las direcciones) y transmite el 18 por ciento de esa luz al elemento sensible a la luz. (Por lo general, el elemento también se puede usar como un medidor de luz reflejada, lo que a veces requiere accesorios para el medidor). Puede medir las fuentes de luz por separado, ya sea protegiendo el domo de fuentes individuales o encendiendo y apagando selectivamente las fuentes (como con iluminación de estudio) para determinar las proporciones de iluminación (la diferencia de iluminación entre las áreas que serán luces y sombras en el sujeto).
Si bien el método de trabajo es diferente, lo que está logrando es casi idéntico a colocar una tarjeta gris en la posición del sujeto, en ángulo para que sea tangente al sujeto, y obtener una lectura puntual del medidor de esa tarjeta gris. No te dice nada sobre el tema, pero eso puede ser algo bueno. Si su medición depende del sujeto, entonces necesita saber cuál es la reflectividad del sujeto (o, en la terminología del sistema de zonas, dónde ubicar al sujeto en la escala de exposición). Sin ese poco de conocimiento, no podrá decir la verdad sobre el tema usando solo la lectura del medidor; es posible que pueda capturar toda la gama de tonalidades a la perfección, pero eso puede significar, digamos, gravemente bajo o sobreexponiendo la única cosa que realmente estabas tratando de capturar.
Es por eso que existe una división tan grande entre la medición de luz incidente y reflejada. Verá que la medición de la luz incidente se utiliza con mayor frecuencia en el estudio, pero a menudo también en retratos de exteriores o trabajos de moda/productos. Por lo general, hay algo en la imagen que necesita ser absolutamente impactante, y eso se logra mejor dejándolo fuera de la ecuación por completo al medir, y luego dejando que su reflectancia real y sus características de color caigan donde puedan en el sensor. El resto de la escena es atmosférico: puedes jugar con ellos a tu antojo, y siempre que el sujeto esté correctamente iluminado y expuesto, la imagen será lo que quieras que sea.
Trabajando en ambientes menos controlados, especialmente cuando se fotografían cosas como paisajes, por lo general, desea obtenerlo todo (por así decirlo) sin preocuparse demasiado por la "verdad". En estos casos, la "verdad" es más subjetiva y usted busca recopilar los datos que respaldan su versión de la verdad. Eso puede significar hacer que ese dolorosamente brillante resalte un ciudadano de la Zona VII o forzar la negrura de la tinta a un tono medio inferior apenas oscuro para preservar el detalle que es importante para usted. Pero tienes que saber a dónde van las cosas en tu versión del mundo. O puede dejar que los algoritmos de reconocimiento de escena de la cámara tomen esa decisión por usted.
Sin embargo, en cualquier caso, el medidor es solo el punto de partida. Te lleva al estadio de béisbol, luego tu experiencia y visión te permitirán ajustar la realidad objetiva para cumplir con tus requisitos subjetivos.
usuario2719
jrista