Этот обзор является дополнением к статье о мониторе .

Яркость и контрастность являются важными критериями при выборе монитора. Пожалуй, это один из немногих моментов в выборе техники, когда есть хотя бы какой-то смысл опираться на сухие цифры.

Яркость измеряется в канделах на квадратный метр. Эта фраза ничего не говорит 99% пользователям, поэтому мы немного расскажем об этом. Лампа накаливания мощностью 100 ватт имеет яркость около 100 кандел. Не стоит думать, что 1 ватт = 1 кандела, просто совпадение. С яркостью 1 канделы светит обычная свеча. Это и есть второе название канделы – свеча, которое уже не используется.

У многих читателей возник вопрос, почему яркость измеряется в кандалах на квадратный метр, а не просто в канделах. Дело в том, что если измерять яркость в обычных единицах, то чем больше будет размер диагонали экрана, тем выше будет яркость. Потребителя же в первую очередь интересует то, насколько будет интенсивно светить каждая точка экрана.

Если у монитора яркость составляет 250 кандел на квадратный метр, то вычислить абсолютное значение не сложно. К примеру, монитор с диагональю размером 23 дюйма имеет площадь поверхности около 0,2 квадратных метров. То есть, всего он будет излучать 75 кандел света. Это очень достойное значение.

Считается, что для работы с офисными приложениям требуется яркость 70-110 кд/м2, что может обеспечить почти любой современный ЖК-монитор. Для просмотра видеофильмов и игры в игры часто требуются большие значения, особенно если в игре вы бродите по подземелью и там темно.

В век ЭЛТ-мониторов многие пользователи страдали в таких ситуациях. Мониторы на основе электронно-лучевой трубки не могли достичь большой яркости, так как возможности люминофорного покрытия были ограничены. Вдобавок ЭЛТ-мониторы быстро выгорали. Сейчас это в прошлом.

С контрастностью все гораздо сложнее. Под контрастностью подразумевается отношение светимости белого пикселя и черного. Конечно, черный пиксель не может светиться, поэтому само название “черный” очень условно.

ЖК-монитор вообще не может дать черного цвета. Для примера, ЭЛТ-дисплеи это могли, так как свет там испускало люминофорное покрытие под действием потока электронов. Нет электронов – нет света, а значит, вы видите черный.

У ЖК-мониторов свет испускается диодами или лампами, а матрица только контролирует его уровень. Жидкие кристаллы не способны заблокировать свет полностью, поэтому настоящего черного цвета в ЖК-дисплеях нет. Контрастность – это отношение светимости пикселя в белом и черном состоянии. 1000:1 означает, что белый пиксель на экране в 1000 раз ярче черного.

Производителя сами не занимаются измерением контрастности, они так экономят. Они просто переписывают паспортные данные матрицы в свои паспорта. Конечно, такой “халтурный” подход не касается профессиональных моделей от NEC.

Увидеть подобные эффекты не сложно. Просто возьмите редактор PAINT, который включен в комплект любой версии операционной системы Windows и нарисуйте большой черный квадрат. Смотрите на него и выключите монитор. Если вы видите разницу, то у этого монитора с контрастностью проблемы.

Стоит отметить, что у современных моделей разницу истинного черного и подсвеченного черного цветов сложно заметить при комнатном освещении. Если вы задались целью проверить эту теорию, то лучше экспериментируйте вечером без света или при задернутых шторах.

Серьезная разница между паспортной и реальной контрастностью заключается в желании производителей поставить в паспорта мониторов как можно большие цифры. Они переписывают их у производителей матриц, так как прекрасно понимают, что реальные значения будут ниже.

На заводах по производству матриц во время тестирования всегда прикладывают к жидким кристаллам максимальные значения напряжения электрического поля, тогда как в реальности электроника мониторов может работать хуже. Не стоит сравнивать дорогое лабораторное оборудование с начинкой дисплеев стоимостью 200 долларов.

Выводы. Не стоит доверять цифрам в паспортах. Яркость можно легко оценить “на глаз”. Находясь в магазине, просто “выкрутите” яркость на максимум и вы поймете, на что способен тот или иной дисплей. Проверить контрастность куда тяжелее. Можно попробовать также “выкрутить” контрастность на максимум, и посмотреть на какую-либо очень пеструю картинку.

При покупке компьютера часто бывает, что монитор выбирают по остаточному принципу – на какой хватит денег, оставшихся от покупки системного блока. Некоторый смысл в этом есть. На производительность компьютера характеристики монитора не влияют. Но следует понимать, что дешевый монитор низким максимальным разрешением, «смазанным» изображением и плохой цветопередачей может свести на нет преимущества топовой видеокарты. А мерцающая подсветка приведет к быстрой утомляемости и может отрицательно сказаться на зрении. Так что экономия на мониторе может «выйти боком», особенно, если компьютером предполагается пользоваться часто и помногу. Поэтому к выбору монитора лучше отнестись со всей ответственностью, подобрав его в соответствии с задачами.

Основное влияние на цену монитора оказывает его размер по диагонали. Но и среди мониторов одного размера цены могут различаться на порядок в зависимости от прочих характеристик. Следует понимать, что многие характеристики мониторов важны одним пользователям и совершенно неинтересны другим. Зная, какие характеристики требуются для выполнения конкретных задач, можно сделать правильный выбор, подобрав хороший монитор по оптимальной цене.

В зависимости от назначения принято выделять четыре группы от дешевых до дорогих моделей схожего размера: офисные, мультимедийные, игровые и профессиональные.

Офисные мониторы предназначены для работы с офисными программами. Требования к таким мониторам минимальны и направлены на то, чтобы снизить утомляемость при продолжительной работе: достаточная яркость, контрастность и качественная подсветка.

Для мультимедийных мониторов на первый план выходят характеристики, обеспечивающие эффектную «картинку». Хорошая цветопередача, большая диагональ, сверхширокий (Ultrawide) формат выделяют эти мониторы среди остальных.

Под игровыми мониторами подразумеваются мониторы с высоким максимальным разрешением, большой частотой обновления и низким временем отклика. Здесь цветопередача может быть принесена в жертву качественному воспроизведению динамических сцен. Игровые мониторы обычно широкоформатные. Ultrawide и изогнутые мониторы также часто позиционируются как игровые.

Мониторы профессиональных дизайнеров, фотографов и художников должны обеспечивать максимальную глубину цвета и качественную цветопередачу. Желательны также большое максимальное разрешение, небольшой размер пикселя (это обеспечит четкость изображения) и расширенные настройки калибровки.

Характеристики мониторов.

Размер (диагональ) монитора является основной его характеристикой, в первую очередь определяющей его цену и привлекательность для пользователя. Измеряется размер по диагонали Чем шире монитор по соотношению сторон, тем меньше площадь видимой области при одной и той же диагонали.
Диагональ экрана варьируется от 18 дюймов до 55 и выше. В общем, чем диагональ больше, тем лучше: больше информации помещается на мониторе, выше эффект присутствия в играх и при просмотре видео.
К сожалению, с ростом диагонали цена растет в геометрической прогрессии. Поэтому в последнее время все большую популярность приобретают рабочие станции с двумя и более мониторами: многие современные видеокарты позволяют подключать несколько мониторов, что позволяет значительно увеличить площадь рабочего стола по минимальной цене.

Максимальное разрешение.
Разрешение экрана – это количество пикселей - точек, из которых состоит изображение в ширину и в высоту. Чем больше максимальное разрешение, тем четче изображение и тем больше воспринимаемой взглядом информации помещается на экране.

Следует иметь в виду, что максимальное разрешение для каждого монитора является оптимальным – при этом разрешении каждый пиксель соответствует одному жидкокристаллическому элементу. Не стоит работать с монитором при разрешении, меньшем максимального – при этом либо уменьшится видимая область (образуется черная рамка), либо каждый пиксель будет состоять из нескольких ЖК-элементов, причем может оказаться, что одни пиксели станут больше других (изображение начнет заметно искажаться).

Максимальное разрешение должно соответствовать размеру монитора: если оно будет недостаточно, изображения будут зернистыми, если же разрешение будет слишком велико, текст и объекты станут слишком маленькими. Для определения, соответствует ли максимальное разрешение размеру, используется величина ppi - плотность пикселей . PPI (Pixels Per Inc – «пикселей на дюйм») равно количеству пикселей на дюйм монитора. Текст и объекты современных операционных систем настроены для мониторов с 96 ppi, поэтому, для сохранения четкости текста и мелких элементов желательно, чтобы ppi монитора было не менее 90-100. Если количество точек на дюйм у монитора будет намного меньше 90 (75 и меньше), изображения станут зернистыми. Для просмотра видео и некоторых игр это не так важно, а вот для работы такой монитор уже будет некомфортен.

Максимальное разрешение монитора должно поддерживаться видеокартой.
При замене монитора на больший, следует также помнить, что увеличение разрешения увеличивает и нагрузку на видеокарту.

Соотношение сторон (формат) подразумевает соотношение ширины экрана к высоте. Старые мониторы имели соотношение 5:4 и 4:3, такие есть в продаже и сейчас и обычно используются для офисных задач – с документами «бумажных» форматов на них работать удобнее всего. Современные мониторы в большинстве имеют соотношение сторон 16:9 (широкий формат). Такой формат наиболее оптимально покрывает поле зрения человека. Мониторы сверхширокого формата (21:9, Ultrawide рекомендуются для игр и просмотра видео. Хотя края экрана таких мониторов и выпадают из области внимания, они видны периферийным зрением, что увеличивает эффект присутствия. Однако на Ultrawide мониторах заметнее проявляются искажения цветов по краям экрана, особенно если монитор находится прямо перед лицом на небольшом расстоянии. Изогнутый экран позволяет уменьшить искажение цветов на краях, кроме того такой экран еще более усиливает эффект присутствия.

Технология и тип изготовления матрицы.
Матрицей называется основа монитора – пакет прозрачных пластин, между слоями которого расположены жидкие кристаллы. На сегодняшний день существует три типа ЖК-матриц:

1. TN (TN+film) –наиболее простая технология изготовления ЖК-матриц. Преимуществами - малое время отклика (самое малое среди современных матриц) и низкая себестоимость. Но недостатков тоже хватает: малый угол обзора, плохие контрастность и цветопередача. Высочайшая скорость отклика сделала матрицы TN популярными среди киберспортсменов, но для профессиональной работы с графикой и просмотра видео такие матрицы подоходят плохо.

2. IPS (SFT)/PLS избавлены от недостатков TN: они обеспечивают полный охват цветового пространства sRGB, а следовательно, и лучшую цветопередачу. Отличаются высокой контрастностью и хорошими углами обзора: до 180º. IPS чаще всего используются в профессиональных мониторах, но относительно недавно стали захватывать и недорогой сегмент, отвоевывая изрядный кусок рынка у TN.

Недостатками IPS являются относительно высокая цена, большое время отклика и характерный для этого типа глоу-эффект – свечение углов экрана, особенно заметное под углом и при темной картинке.
На текущий день IPS объединяет целое семейство технологий, незначительно отличающихся по характеристикам, Наиболее распространенными технологиями являются:
- AD-PLS – улучшенная матрица PLS (аналог IPS от компании Samsung). От обычного PLS отличается меньшим временем отклика;
- АH-IPS – лучшая цветопередача и яркость, пониженное энергопотребление;
- AHVA – технология компании AU Optronics, обеспечивающая высокий угол обзора
- E-IPS – повышенное светопропускание пикселя позволяет использовать менее мощные лампы подсветки, что снижает цену и уменьшает энергопотребление.
- IPS-ADS – увеличенный угол обзора и снижение искажений изображения за счет электрического поля, формируемого электродами по краям экрана.

3. VA по характеристикам и стоимости находятся между TN и IPS типами. Имеют неплохую цветопередачу, лучшую, чем у IPS, контрастность, средние углы обзора и время отклика.
Также существует несколько технологий производства матриц такого типа:
MVA(PVA) – улучшенная цветопередача, глубокий черный цвет.
AMVA, AMVA+ - дальнейшее развитие технологии MVA, с улучшенной цветопередачей и уменьшенным временем отклика.
WVA+ - развитие технологии MVA от компании HP, обеспечивающее широкий угол обзора – до 178º
Время отклика пикселя.
Из-за особенностей устройства ЖК-матриц, изменение цвета каждого пикселя при подаче на него управляющего сигнала происходит довольно медленно (по меркам электронных устройств) и измеряется миллисекундами. У первых ЖК-матриц время отклика доходило до сотен миллисекунд, для просмотра динамических сцен они не годились вообще, и даже за курсором мыши при движении оставался длинный след. У современных ЖК-матриц время отклика меньше, но при величине этого показателя больше 15 мс, изображение может «смазываться» при воспроизведении высокодинамичных сцен. Поэтому этот параметр важен для любителей динамичных игр и, особенно, киберспортсменов. Насколько важен?

Для примера можно рассмотреть случай, когда небольшой «предмет» пересекает весь экран за 0,1 сек. Допустим, частота воспроизведения кадров в игре – 30 FPS, тогда предмет получит 3 изображения за время пролета, каждое будет держаться на экране 33 мс. Если время отклика более 16 мс, то в течение некоторого времени на экране будет одновременно находиться два предмета (один - "исчезающий" - от предыдущего кадра, другой - "прорисовывающийся"). Так что для обычных игроков это может быть и неважно, но для киберспортсменов время отклика становится чуть ли не главной характеристикой монитора.

Яркость монитора, измеряемая в кд/м2, определяет световой поток, излучаемый полностью белым экраном при 100% яркости ламп подсветки. Этот показатель может оказаться важным, если монитор будет установлен в хорошо освещенном помещении, в помещении с большими панорамными окнами или на улице – в этом случае потребуется яркость побольше – от 300 кд/м2. В остальных случаях яркости в 200-300 кд/м2 будет достаточно.

Контрастность монитора определяется отношением яркости черного и белого цветов, отображаемых монитором. Большинство современных мониторов имеют контрастность 1000:1 и этого вполне достаточно как для работы, так и для игр. Также в характеристиках встречаются показатели динамической контрастности, описываемой как разница между белым цветом на максимальной яркости и черным на минимальной, но единого метода измерения динамической контрастности не существует, поэтому полагаться на этот показатель не стоит.

Угол обзора
Из-за особенностей строения ЖК-матрицы, чистый цвет и максимальную яркость можно увидеть, только глядя на экран под углом 90º. Если смотреть на экран сбоку, яркость свечения пикселей падает. Что еще хуже, яркость свечения пикселей разного цвета падает неравномерно, поэтому при взгляде сбоку начинают искажаться цвета. Малый угол обзора изначально был одним из худших недостатков ЖК-экранов, поэтому производители мониторов постоянно вели (и ведут) разработки новых технологий, позволяющих увеличить углы обзора. На сегодняшний день им удалось добиться заметных результатов – углы обзора современных матриц доведены до максимально возможных.

Но не все так идеально – угол обзора, например, в 176º означает лишь, что внутри угла в 176º контрастность экрана не упадет ниже 1:10. Изменение контрастности все равно будет довольно заметно и может вызвать дискомфорт, даже если зритель находится внутри угла обзора. Более того, разные мониторы (с одинаковыми углами обзора) при взгляде сбоку могут качественно отличаться. Если условия использования монитора предполагают, что на него придется часто смотреть со стороны (например, монитор на стене, мультимедийный монитор, дополнительный монитор) то руководствоваться только заявленным углом обзора не стоит, поскольку угол обзора ничего не говорит о динамике изменения контрастности внутри этого угла. Этот показатель производителями не указывается, поэтому единственный способ его оценить – посмотреть на монитор «вживую».

Лучше всего при взгляде сбоку выглядят IPS-матрицы – заметные глазу изменения контрастности начинаются у большинства моделей только при отклонении от перпендикуляра градусов на 45-50, что дает 90-100º угла обзора без заметного снижения контрастности. Хуже всего – TN: несмотря на заявленные углы обзора более 170º, изменения контрастности иногда становятся заметны при отклонении от перпендикуляра уже на 20º.

Максимальная частота обновления
Частота обновления экрана показывает, с какой скоростью обновляется изображение на экране. Большинство современных мониторов имеет частоту обновления 60 Гц и этого вполне достаточно для комфортной работы. Существует устаревшее мнение, что этой частоты недостаточно. Пользователи ПК, заставшие ЭЛТ-мониторы, помнят, что с ними на 60 Гц работать было некомфортно – экран заметно мерцал. Но устройство ЖК-экранов принципиально отличается от устройства ЭЛТ-экранов. ЖК-экраны не мерцают при любой частоте обновления (точнее, бывает, что мерцают, но это никак не связано с частотой обновления). Инерционность человеческого зрения составляет в среднем 27,5 мс, минимум 20 мс, и для плавности движения на экране достаточно частоты обновления в 50 Гц. Некоторые игровые мониторы поддерживают частоту до 240 Гц, с утверждением, что это обеспечит максимальную плавность и деталировку движений. Чтобы это утверждение имело смысл, видеокарта должна не только поддерживать такую частоту, но и обеспечивать соответствующий FPS. Для высоких разрешений редкая видеокарта сможет выдать те же 240 FPS даже на старых играх..

Поддержка динамического обновления экрана может оказаться более полезной для сглаживания движений в играх. Суть динамического обновления состоит в том, чтобы «подогнать» частоту обновления экрана под FPS, обеспечиваемый видеокартой для того, чтобы избежать ситуации, когда момент обновления экрана попадет на момент вывода очередного кадра игры и на экране прорисуется только половина нового кадра. Хоть это изображение и продержится ничтожно малое время, эффект может быть заметен в сценах с резким изменением яркости. Технологии FreeSync от AMD и G-Sync от Nvidia предотвращают подобные ситуации. Отличия технологий для пользователя выражаются в минимальном поддерживаемом FPS: для G-Sync это 30 FPS, а для FreeSync - 9.

Покрытие экрана может быть глянцевым или матовым (антибликовым). В глянцевой поверхности, как в чистом стекле, отражаются источники света, а при ярком освещении комнаты – предметы вокруг монитора и сам оператор. Считается, что глянцевые экраны обеспечивают более насыщенные цвета, но работать с ними комфортно только при настроенном освещении. Матовые поверхности лишены таких недостатков – отражений предметов на них не видно и даже блики от ярких источников света сведены к минимуму.
Цветовой охват показывает, насколько полно монитор может отобразить все цвета из того или иного цветового пространства. Цветовое пространство sRGB – стандартное цветовое пространство, в котором работает большинство бытовых фото- и видеоустройств. Если монитор не обеспечивает полный охват пространства sRGB, на нем могут быть потеряны некоторые цвета, отображаемые на других устройствах – с полным охватом sRGB. Простой пользователь этого, скорее всего, не заметит, но дизайнерам и фотографам не следует выбирать такую модель.

Цветовое пространство Adobe RGB несколько шире стандартного за счет насыщенных оттенков голубого, зеленого и желтого. Большинство бытовых устройств не смогут воспроизвести эти дополнительные цвета, зато многие попадают в пространства CMYK и могут быть напечатаны. Поэтому мониторы с полным охватом Adobe RGB нужны профессиональным полиграфистам и тем фотографам, которые работают для печатных изданий.

Сенсорный экран сегодня уже не воспринимается как диковинка, но особого смысла в покупке монитора с сенсорным экраном нет – точность позиционирования курсора пальцем намного ниже, чем мышью, плюс отпечатки на поверхности монитора ничуть его не красят. Мониторы с сенсорным экраном обычно используются только для компьютеров специального назначения – например, устанавливаемых в общественных зонах для информирования посетителей или для работы посетителей со специализированным ПО, опять же в общественных местах.

Иногда условия использования монитора требуют от него возможности изменять его положение в широких пределах – поворачивать на подставке, поднимать-опускать и менять наклон. Можно приобрести отдельный кронштейн, а можно подобрать монитор с соответствующей подставкой – регулировкой по высоте, с наклоном и поворотом, с разворотом на 90º - портретным режимом, что удобно при работе с узкими и длинными страничными документами.

Если же возможности подставки недостаточно, и требуется крепить монитор к кронштейну, то большинство мониторов оборудовано креплением VESA , нужно только подобрать соответствующий кронштейну размер.

Немаловажными характеристиками мониторов являются наличие тех или иных разъемов. Это могут быть видеоразъемы :

- VGA (D-SUB, DB15) – устаревший разъем для передачи аналогового RGB-сигнала. На текущий момент поддержка стандарта VGA прекращена, на современных мониторах этот разъем устанавливается для совместимости со старыми видеокартами. Следует использовать в крайнем случае – при отсутствии возможности соединения по цифровому стандарту. Максимальное разрешение при подключении через этот разъем будет 2048x1536 пикселей при частоте 85 Hz.

- DVI (DVI-D) – более современный разъем, использующийся при передаче видеоинформации в цифровом виде. Максимальное разрешение, допустимое при подключении через этот разъем - 2560×1600 при частоте 60 Гц в режиме Dual link. Если разрешение монитора больше 1920×1080, то для подключения его через этот разъем, видеокарта должна быть оснащена разъемом DVI-D Dual link.

- HDMI – наиболее распространенный на сегодняшний день разъем для передачи цифровых видеоданных высокой четкости. Последняя редакция HDMI поддерживает разрешения до 10К на 120 Гц, при том, что серийно производящихся таких мониторов еще не существует.

- Displayport (mini Displayport) – аналог HDMI, разработанный специально для компьютерной техники. Последняя редакция поддерживает максимальное разрешение 8К (7680 × 4320) при частоте 60 Гц.

- Thunderbolt – интерфейс компании Apple. Thunderbolt версии 1 и 2 использует свой разъем (называемый так же - Thunderbolt), Thunderbolt версии 3 использует разъем USB Type-C . Thunderbolt версии 2 поддерживает разрешения до 4К (3840 × 2160), версия 3 – до 5К (5120 × 2880). Иногда встречается в технике и других брендов.

На мониторе могут быть и дополнительные разъемы:
- 3,5 jack для наушников : интерфейсы HDMI и Displayport допускают передачу звука, то наушники можно подключать не к компьютеру, а к монитору.

USB – некоторые производители встраивают в монитор USB-концентратор

Встроенная акустическая система может сэкономить место на столе и избавиться от лишних проводов – передача звука на неё также происходит по HDMI или Displayport. Подойдет для простой озвучки нетребовательным пользователям.

Варианты выбора мониторов

Начнем с самого бюджетного сегмента. Если вы неприхотливый пользователь, то купите самый недорогой 18-21” монитор , который вполне подойдет для работы с офисными программами.

Качество матрицы, углы обзора у таких моделей будет не ахти, но по крайней мере все это компенсируется доступностью.

Самый оптимальный вариант для дома, это 23-25 дюймовые модели с разрешением FullHD . Не слишком большой и не слишком маленький - наивысший баланс четкости и затрат.

Не требовательный к видеокарте ПК, как в случае 2К или 4К моделей, размер пикселя приемлемый. Изображение, шрифты и иконки не будут такими мелкими. Тип матрицы, дизайн, набор разъемов и прочее выбирайте в зависимости от личных предпочтений и кошелька. Если необходимо максимальное качество картинки, то это будет IPS, VA и другие типы матриц, отличные от TN. Сами TN несколько дешевле и чаще всего быстрее, т.е. лучше подойдут для динамичного контента и игр.

Для эстетов или любителей дизайнерских решений предлагаются мониторы с "безрамочным" корпусом . На функционал это не влияет, но смотрятся на столе такие изящные мониторчики довольно при приятно.

В физическом мире все связано с измерениями и все можно описать и измерить. И для каждого предмета или явления есть единицы измерения. Так, например, расстояние измеряется в метрах, температура в градусах, а масса в килограммах. У света тоже имеются измеряемые параметры: светимость, яркость, сила света, которые также имеют свои единицы. Например, единицей яркости является кандела на метр в квадрате.

Параметры светового излучения

Свет как физическое явление характеризуется многими параметрами. Основные используемые в физике таковы:

• Сила света;
• Светимость;
• Яркость;
• Освещенность;
• Световая температура.

Сила света определяет количество световой энергии, излучаемой источником света за промежуток времени. Другими словами, это то, насколько мощный световой поток способен излучить источник света.

Светимость - это световой поток на единицу светящейся поверхности. Чем больше светимость, тем более светлой кажется излучающая поверхность. Единица светимости - люмен на квадратный метр.

Яркость - это световой поток в определённом, узком направлении. Обычно говорится об этой величине в контексте точечного источника излучения. При большой светящейся площади определяется ее средняя яркость.

Термин освещенность применяется по отношению к освещаемой поверхности. Это отношение светового потока к площади поверхности, то есть насколько хорошо она освещена.

Световая температура показывает воспринимаемый цвет источника излучения. Она измеряется в единицах температуры - Кельвинах - и соответствует температуре излучающего, нагретого до этих градусов тела. Субъективно она воспринимается теплой или холодной. Чем более высокой является цветовая температура, тем более холодным будет цвет. Теплый - это желтый и красноватый, холодный - голубой и фиолетовый.

Измерение яркости

Поскольку свет имеет измеримые параметры, то яркость как параметр света имеет свои единицы измерения. Сейчас, по интернациональной системе СИ, яркость измеряется в канделах на квадратный метр, значение этой единицы соответствует принятой в старину единице нит, величина которой выражалась отношением одной канделы к одному метру в квадрате. Кроме нитов, единицами яркости также были:

• Стильб;
• Апостильб;
• Ламберт.

Апостильб в настоящее время является устаревшей величиной, которая вышла из употребления она в 1978 году. Она обозначала яркость поверхности площадью 1 квадратный метр и излучающей световой поток в 1 люмен.

Величина стильб используется системе измерений СГС. В этой системе основными мерами являются меры длины, веса и времени, что в расшифровке аббревиатуры СГС соответствует величинам сантиметр, грамм, секунда. В более поздних версиях системы появились электрические и магнитные расширения СГСЭ и СГСМ. Здесь и находится и стильб, как единица измерения электромагнитного излучения.

Ламберт - это внесистемная единица. Появилась и используется преимущественно в Америке. Ее название происходит от имени немецкого физика Иоганна Ламберта, проводившего исследования в теории систем, иррациональных чисел, фотометрии и тригонометрии. Один ламберт - это единица яркости светящейся поверхности площадью в один квадратный сантиметр и обладающей световым потоком в один люмен.

Физическое представление

A в физике рассматриваемую величину можно выразить через понятие работы. Работа понимается как обмен энергиями между системой и внешней средой. Обмен может происходить в форме электромагнитного излучения. Интенсивность излучения как раз и будет определять яркость. Если понимать, в чем измеряется работа в физике, можно определить физическое представление яркости. Работа в физике измеряется в джоулях, которые можно представить, как Ватт-секунды. То есть мощность излучения, умноженная на время, будет считаться работой. Чем больше мощность светового излучения, тем более ярким будет источник света.

Применение в астрономии

В астрономии также используются единицы измерения яркости для небесных тел. Они характеризуют небесные тела по излучательной или отражательной способности. Отраженный свет небесных тел может быть весьма ярким, достаточно вспомнить свет Луны или затмевающую свет многих звезд утреннюю Венеру. Оба этих небесных тела светят отраженным светом Солнца.

Единица яркости небесных тел выражается звездной величиной участка неба размером одна квадратная секунда. Простыми словами звездную величину можно определить как светимость точечного объекта звездного неба. Квадратной секундой считается 1/648000 от объемного угла, именуемого стерадиан.

Астрономическую яркость можно сравнить с обычной. Одна звездная величина с квадратной секунды равна 8,96 микрокандел на квадратный метр.

Яркость неба в безлунную ночь выражается величиной 0,0002 кд/м2. Измерять светлоту темных объектов важно для фотометрии: таким образом можно понять, какой объект звездного неба и насколько перекрывает светимостью другие объекты. По уменьшению интенсивности света звезд судят о возможном закрытии их светящегося диска планетами, и даже о размере и составе атмосферы этих планет! Эта величина играет важную роль в астрономии , фотографии и видеографии, а также у художников и специалистов по освещенности рабочих мест.

Для экранов телевизоров

Современный плазменные и жидкокристаллические экраны телевизоров могут достигать яркости в 400−500 кд/м2. Однако это сомнительное преимущество, так как увеличение этой величины приводит к повышению усталости глаз и требует увеличения частоты и длительности отдыха. Особенно это влияет на глаз при просмотре телевизора или работе с компьютером в темноте или при слабом освещении. Для человеческого глаза комфортное значение устанавливается в пределах 150−200 кандел на квадратный метр. Санитарными правилами и нормами установлено ограничение яркости экрана при работе в 200 кд/м2.

Повышенное значение интенсивности излучения приветствуется только при просмотре фильмов с 3D эффектом, так как используемые при этом 3D очки сильно поглощают излучение экрана, делая его более темным. При выборе устройств с жидкокристаллическими и плазменными экранами стоит обращать внимание на равномерность подсветки. Некачественные экраны отображают центр более ярким , при этом оказывается сильно заметным спадание мощности подсветки к краям дисплея.

На плоскость, перпендикулярную оси наблюдения.

B (α) = d I (α) d σ cos ⁡ α {\displaystyle B(\alpha)={\frac {dI(\alpha)}{d\sigma \cos \alpha }}}

В определении, данном выше, подразумевается, если рассматривать его как общее, что источник имеет малый размер, точнее малый угловой размер. В случае, когда речь идёт о существенно протяжённой светящейся поверхности, каждый её элемент рассматривается как отдельный источник. В общем случае, таким образом, яркость разных точек поверхности может быть разной. И тогда, если говорят о яркости источника в целом, подразумевается вообще говоря усреднённая величина. Источник может не иметь определённой излучающей поверхности (светящийся газ, область рассеивающей свет среды, источник сложной структуры - например туманность в астрономии, когда нас интересует его яркость в целом), тогда под поверхностью источника можно иметь в виду условно выбранную ограничивающую его поверхность или просто убрать слово «поверхность» из определения. [ ]

1 асб = 1/π × 10 −4 сб = 0,3199 нт = 10 −4 Лб .

Яркость L - световая величина , равная отношению светового потока d 2 Φ {\displaystyle d^{2}\Phi } к геометрическому фактору d Ω d A cos ⁡ α {\displaystyle d\Omega dA\cos \alpha } :

L = d 2 Φ d Ω d A cos ⁡ α {\displaystyle L={\frac {d^{2}\Phi }{d\Omega dA\cos \alpha }}} .

Здесь d Ω {\displaystyle d\Omega } - заполненный излучением телесный угол, d A {\displaystyle dA} - площадь участка, испускающего или принимающего излучение, - угол между перпендикуляром к этому участку и направлением излучения. Из общего определения яркости следуют два практически наиболее интересных частных определения:

Яркость, излучаемая поверхностью d S {\displaystyle dS} под углом α {\displaystyle \alpha } к нормали этой поверхности, равняется отношению силы света I {\displaystyle I} , излучаемого в данном направлении, к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению :

L = d I d S cos ⁡ α {\displaystyle L={\frac {dI}{dS\cos \alpha }}}

Яркость

Яркость - отношение освещённости E {\displaystyle E} в точке плоскости, перпендикулярной направлению на источник, к элементарному телесному углу, в котором заключён поток, создающий эту освещённость:

L = d E d Ω cos ⁡ α {\displaystyle L={\frac {dE}{d\Omega \cos \alpha }}}

Яркость измеряется в кд/м 2 . Из всех световых величин яркость наиболее непосредственно связана со зрительными ощущениями, так как освещённости изображений предметов на сетчатке глаза пропорциональны яркостям этих предметов. В системе энергетических фотометрических величин аналогичная яркости величина называется энергетической яркостью и измеряется в Вт/(ср·м 2).

В астрономии

В астрономии яркость - характеристика излучательной или отражательной способности поверхности небесных тел . Яркость слабых небесных источников выражают звёздной величиной площадки размером в 1 квадратную секунду, 1 квадратную минуту или 1 квадратный градус, то есть сравнивают освещённость от этой площадки с освещённостью, даваемой звездой с известной звёздной величиной.

Так, яркость ночного безлунного неба в ясную погоду, равная 2⋅10 −4 кд/м² , характеризуется звёздной величиной 22,4 с 1 квадратной секунды или звёздной величиной 4,61 с 1 квадратного градуса. Яркость средней туманности равна 19-20 звёздной величины с 1 квадратной секунды. Яркость Венеры - около 3 звёздных величин с 1 квадратной секунды. Яркость площадки в 1 квадратную секунду, по которой распределён свет звезды нулевой звёздной величины, равна 92 500 кд/м² . Поверхность, у которой яркость не зависит от угла наклона площадки к лучу зрения, называется ортотропной; испускаемый такой поверхностью поток с единицы площади подчиняется закону Ламберта и называется светлостью; её единицей является ламберт, соответствующий полному потоку в 1 лм (люмен) с 1 м².

Примеры

См. также

Примечания

1. Под источником света может пониматься как излучающая, так и отражающая или рассеивающая свет поверхность. Также это может быть трёхмерный объект.
2. В случае, когда источник не представляет собой светящуюся поверхность, речь идёт о проекции трёхмерного тела или области пространства, которая считается источником.

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер паропроницаемости и скорости переноса пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 нит [нт] = 1 кандела на квадратный метр [кд/м²]

Исходная величина

Преобразованная величина

кандела на квадратный метр кандела на квадратный сантиметр кандела на квадратный фут кандела на квадратный дюйм килокандела на квадратный метр стильб люмен на кв. метр на стерадиан люмен на кв. сантиметр на стерадиан люмен на квадратный фут не стерадиан нит миллинит ламберт миллиламберт фут-ламберт апостильб блондель брил скот

Подробнее о яркости

Общие сведения

Освещенность

Яркость - это фотометрическая величина, равная отношению силы света, излучаемого поверхностью, к площади ее проекции на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения. Количество света здесь измеряется как энергия, выделяемая световым источником или отражаемая освещенной поверхностью. Яркость - количество выделяемого или отраженного света, что отличается от общего количества света в помещении, от количества света, направляющегося к поверхности (освещенность), или от общего количество света, испускаемого в определенном телесном угле (сила света).

В основном разница между освещенностью и яркостью понятна, но чтобы не путать эти два понятия, можно запомнить их как:

1. Яркость = свет, отраженный от поверхности
2. Освещенность = свет, направляющийся к поверхности

Под яркостью могут подразумеваться два понятия: физическое свойство света, описанное выше, и субъективное понятие о том, насколько ярким кажется освещенный объект или источник света. Каждый человек воспринимает яркость по-разному, в зависимости от ряда факторов, таких как индивидуальные особенности зрения. Яркость окружающих предметов и среды также влияет на то, насколько ярким кажется источник света или предмет, отражающий свет. Поэтому в описании источников света используют понятие о яркости обозначающее не субъективную а физическую величину. Эта величина используется в оценке яркости дисплеев, например экранов телевизоров или цифровых часов. Яркость также важна для нашего восприятия произведений искусства и окружающего нас мира.

Физиология восприятия яркости

Фоторецепторы глаза, палочки и колбочки, наиболее чувствительны к свету с длиной волны в 550 нанометров (зеленый свет). Чувствительность понижается с увеличением или уменьшением длины волны. Благодаря этой чувствительности зеленый, и цвета, находящиеся рядом с ним в спектре (желтый и оранжевый), кажутся нам наиболее яркими. То есть, яркость - это свойство света выглядеть ярким или тусклым, в зависимости от того, как мозг обрабатывает информацию о длине волны.

Люди, как и другие животные, приспосабливаются к окружающим условиям, и если в окружающей среде не происходит изменений, то люди привыкают к ней и перестают ее замечать, так как она не представляет опасности. Так происходит и с восприятием яркости. Люди привыкают к яркости в окружающей среде и судят о яркости предметов в зависимости от яркости среды. Например, экран сотового телефона с неизменной яркостью кажется ярким ночью и тусклым днем. Это из-за того, что ночью наши глаза привыкают к темноте, и поэтому бо́льшая разница между экраном и средой значит для нас бо́льшую яркость. Меньшая разница между дневным светом и экраном значит маленькую яркость, хотя на самом деле яркость экрана не изменяется.

Контрастная чувствительность

Контрастная чувствительность - это способность глаза видеть разницу между яркостью предметов. Эта чувствительность особенно важна в случаях, когда этот контраст понижен из-за освещения, например в тумане, в темноте, или когда яркость и цвет находящихся рядом предметов близки. Людям с низкой чувствительностью обычно трудно управлять автомобилем вечером или в тумане, передвигаться в темноте, или видеть, если мешает слепящий свет. Низкая контрастная чувствительность особенно проблематична для людей, которые к тому же страдают цветовой слепотой.

Контрастная чувствительность ухудшается с возрастом, а также вследствие ряда заболеваний, например из-за глаукомы, катаракты, инфаркта миокарда, или диабетической ретинопатии, то есть повреждения сетчатки глаза вследствие диабета. Проблема с контрастной чувствительностью независима от ухудшения зрения, и часто возникает у людей с прекрасным зрением, хотя иногда зрение и контрастная чувствительность ухудшаются одновременно. Проверка контрастной чувствительности отличается от проверки зрения тем, что ее можно проходить в очках или контактных линзах, если человек носит их в повседневной жизни. Вместо таблицы с буквами разного размера пациенту предлагается таблица с буквами, у которых понижается контрастность. В более усложненном варианте на таблице изображены не буквы, а линии на разном фоне, и задача усложняется тем, что в глаз также может быть направлен свет, чтобы ухудшить видимость.

Специальные очки, подобранные для пациента на основе результатов проверки зрения, часто помогают повысить контрастную чувствительность. Такая проверка похожа на тесты, которые проводят перед лазерной хирургией. Кстати, лазерная хирургия для коррекции других дефектов зрения иногда помогает повысить контрастную чувствительность, хотя в некоторых случаях, наоборот, ухудшает ее, как побочный эффект. Нередко также можно улучшить чувствительность с помощью очков с желтыми линзами.

Яркость в искусстве и дизайне

Оптические иллюзии и эффекты

Художники часто манипулируют яркостью, чтобы достичь того или иного эффекта или иллюзии. Например, если яркость цвета двух находящихся рядом предметов одинакова, то их линия соприкосновения кажется размытой. Художники используют это свойство, чтобы изобразить иллюзию движения. Один из самых известных примеров - картина Моне «Впечатление. Восходящее солнце» на иллюстрации. Здесь иллюзия мерцающего солнца и солнечной дорожки вызвана именно этим свойством - яркость солнца и окружающего его неба, а также яркость солнечной дорожки и моря - очень близки. Цвет и яркость обрабатываются разными отделами мозга. Отдел, ответственный за яркость, также отвечает за местоположение в пространстве, перспективу и движение. Благодаря разному цвету мозг понимает, что предмет другого цвета существует, но из-за одинаковой яркости не может определить, где он находится, поэтому создается иллюзия дрожания или движения. Эту технику можно использовать, например, чтобы создать иллюзию блестящих звезд на вечернем небосводе.

В фотографии этот эффект тоже нередко используется. Снимая закат, фотограф ждет момента, когда солнце или облака станут одинаковой яркости, но разного цвета с небом. Если удастся снять этот момент, то иногда кажется, что солнце или облака мерцают на фотографии.

Такие краски встречаются в природе не только на закате и рассвете. Аналогичное сочетание цветов может встретиться и на лугу, и на клумбе. Например, тюльпаны на фотографии как бы слегка покачиваются, благодаря тому, что их яркость сливается с яркостью травы. Это хорошо видно на черно-белой фотографии.

В некоторых случаях такое сочетание цветов может быть жутковатым. Оранжевые огни в замке на фотографии кажутся мерцающими, так как одинаковы по яркости со стенами замка. Если же их цвет изменить до красного и затемнить окружающее небо, то крепость продолжает мерцать, но выглядит уже не гостеприимным дворцом, а зловещим замком с привидениями.

С другой стороны, использование цветов с контрастной яркостью, например сочетание ярких и темных цветов, передает изображению объем, как на написанной маслом розовой камелии. Цветок выглядит настолько объемным, что хочется провести по нему рукой, чтобы в этом убедиться - хотя на самом деле рисунок сделан на плоскости. С темными цветами труднее передать контраст, чем со светлыми - это хорошо видно на рисунке с камелией и особенно заметно на черно-белом изображении. Светлый цветок переходит от почти белого к темно-красному, и выглядит объемно. У темных листьев гораздо меньше разницы в контрасте, чем у цветка, и они выглядят более плоскими. Удобство в работе со светлыми цветами для передачи контраста заметил еще Леонардо да Винчи, и многие художники работают в такой технике.

Дизайн

Цель большинства художников - заставить зрителя задуматься, вызвать в нем разные чувства. Для этого и используются различные эффекты, как те, что описаны выше. В дизайне, наоборот, важнее не специальные эффекты, а ясность. Это особенно важно на знаках, например дорожных, или на предупреждениях об опасности. Чтобы те, для кого предназначено это сообщение, как можно лучше его поняли, дизайнеры используют контрастные цвета, с большой разницей в яркости между сообщением и фоном. Это делает текст или изображение более заметным.

	Яркость текста почти совпадает с яркостью фона
Поэтому текст трудно читается	Поэтому текст трудно читается

Разница в контрасте делает текст читаемым, а маленькие детали - заметными. Если, наоборот, между текстом или изображениями и фоном маленькая разница в контрасте, то текст или изображения плохо видны, и они начинают танцевать в глазах. На рисунке показан именно такой текст, который плохо читается из-за того, что он хоть и отличается по цвету от фона, но сливается с ним по яркости.

По мере уменьшения насыщенности цвета, читаемость текста ухудшается. В нашем примере с текстом, красный цвет больше похож на фон по яркости, чем зеленый, но более насыщен. Поэтому и читается он немного лучше, несмотря на то, что зеленый сильнее отличается от фона своей яркостью. Для того, чтобы текст как можно лучше читался, разницу в яркости между ним и фоном делают максимальной, а также увеличивают насыщенность.

Если в дизайне используется несколько цветов с разной яркостью, то самый большой контраст между яркостью фона и текста следует сделать для самого важного текста. Остальной текст может быть менее контрастным, и наименее существенный - с самой низкой разницей в яркости.

На более светлом фоне проще увидеть разницу между двумя изображениями с разной яркостью, поэтому, чтобы усилить контраст, желательно осветлить фон. Это не всегда работает, так как это не помогает людям, которые вынуждены находиться в очень светлой среде - например летчикам. Также нужно быть осторожным при выборе цвета текста, если фон часто изменяется, как, например, на картах навигаторов. Не стоит забывать также, что дизайн для дисплеев ограничен диапазоном воспроизводимых дисплеем цветов.

Яркость и воздушная перспектива

Если смотреть вдаль, то объекты, находящиеся дальше от наблюдателя, например горы, кажутся более светлыми и размытыми. Уменьшается также контраст и насыщенность красок. Художники используют эту особенность, чтобы передать перспективу. То есть, элементы ландшафта на заднем плане рисуют более светлыми и размытыми. Называется этот эффект «воздушной перспективой» - он вызван рассеянием света водой и иными частицами в атмосфере.

В туманную или сырую погоду число частиц воды в атмосфере резко увеличивается, и эффект воздушной перспективы происходит даже с предметами, находящимися близко от наблюдателя. Мозг воспринимает это явление как обычную перспективу, и человеку кажется, что эти объекты находятся дальше, чем они есть на самом деле. Это очень опасно как для пешеходов, переходящих дорогу, так и для водителей, и надо помнить об этом и быть особенно осторожным в тумане.

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Расчеты для перевода единиц в конвертере «Конвертер яркости » выполняются с помощью функций unitconversion.org .