Bildschirmhelligkeit-Rechner
Geben Sie die Helligkeit eines Projektors in Lumen, die Größe der Leinwand und ihren Gain ein, um die durchschnittliche Beleuchtungsstärke auf der Leinwand und ihre Leuchtdichte in Nit (cd/m²) und Foot-Lambert (fL) zu schätzen.
Lumen, Lux und Nit sind verschiedene Dinge
- Der Lichtstrom (Lumen, lm) ist das gesamte Licht, das ein Projektor abgibt. Das ist die Zahl im Katalog.
- Die Beleuchtungsstärke (Lux, lx, oder Foot-Candles, fc) gibt an, wie viel dieses Lichts auf jede Flächeneinheit der Leinwand fällt. 1 Lux ist 1 Lumen auf 1 Quadratmeter. 1 Foot-Candle ist 1 Lumen auf 1 Quadratfuß.
- Die Leuchtdichte (Nit, cd/m², oder Foot-Lambert, fL) ist, wie hell die Leinwand dem Publikum erscheint: das Licht, das von der Oberfläche zum Auge zurückkommt.
Derselbe Projektor wirkt also auf einer größeren Leinwand dunkler (dieselben Lumen verteilen sich auf eine größere Fläche), und eine Leinwand mit Gain schickt mehr Licht zum Betrachter als eine schlichte weiße.
Die Formeln
- Beleuchtungsstärke (Lux) = Lumen ÷ Leinwandfläche (m²). Das Ergebnis ist der Durchschnitt über die ganze Leinwand.
- Leuchtdichte (Nit) = Beleuchtungsstärke × Gain ÷ π. Das setzt eine ideale diffuse Leinwand voraus, die aus jeder Richtung gleich hell aussieht. Es ist eine Näherung, keine Normformel.
- Foot-Candles = Lumen ÷ Leinwandfläche (ft²) = Lux × 0,09290304.
- Foot-Lambert = Foot-Candles × Gain. Ein Foot-Lambert ist als 1/π Candela pro Quadratfuß definiert, daher hebt sich bei einer idealen diffusen Leinwand das π auf, und das Ergebnis ist exakt.
Die Leinwandfläche wird zunächst in Quadratmetern berechnet. Die Umrechnung in Quadratfuß verwendet die exakte Definition 1 ft = 0,3048 m, also 1 ft² = 0,09290304 m². Die beiden Leuchtdichteeinheiten stimmen überein: 1 fL = etwa 3,426259 Nit. NIST führt 1 Footlambert als 3,426 259 cd/m² und 1 Footcandle als 10,76391 Lux auf (keines ist als exakter Faktor gekennzeichnet).
Bildschirm-Gain
Der Gain gibt an, wie viel heller als eine weiße diffuse Bezugsfläche die Leinwand bei Betrachtung von vorn aussieht. Ein Gain von 1,0 ist die Bezugsgröße. Ein höherer Gain macht die Leinwand in der Hauptblickrichtung heller und verengt meist den Winkel, aus dem sie hell aussieht. Der Gain ist eine Zahl des Leinwandherstellers; dieser Rechner verwendet ihn als einfachen Multiplikator.
Beispiel
Ein Projektor mit 3.000 Lumen auf einer Leinwand, 2 m breit und 1,125 m hoch (16:9), mit einem Gain von 1,0:
- Fläche = 2 × 1,125 = 2,25 m²
- Beleuchtungsstärke = 3.000 ÷ 2,25 = 1.333,3 Lux = 123,9 Foot-Candles
- Leuchtdichte = 1.333,3 × 1,0 ÷ π = 424,4 Nit = 123,9 Foot-Lambert
Dieselben 3.000 Lumen auf einer Leinwand von 16 ft × 9 ft (144 ft², etwa 13,4 m²) ergeben etwa 224,2 Lux, 20,8 fc, 71,4 Nit und 20,8 fL.
Hinweise
- Katalog-Lumen sind ein Nennwert. Die Messmethode spielt eine Rolle (ANSI-Lumen und andere Methoden, die andere Zahlen liefern). Unter verschiedenen Bedingungen gemessene Lumen lassen sich nicht vergleichen.
- Umgebungslicht ist nicht enthalten. Jedes Licht im Raum fällt zusätzlich auf die Leinwand und senkt den Kontrast. Die Schätzung gilt für einen dunklen Raum.
- Eine echte Leinwand sieht nicht aus jedem Winkel gleich hell aus, und das Bild ist in der Mitte am hellsten und zu den Rändern und Ecken hin dunkler. Das Ergebnis ist ein Durchschnitt.
- Die Lumen können 0 oder mehr sein, mit bis zu 7 Stellen vor dem Komma. Größen müssen größer als 0 sein. Der Gain muss größer als 0 und höchstens 100 sein. Die Leinwandgröße kann in m, cm, mm, in oder ft eingegeben werden.
- Um den Abstand zwischen Projektor und Leinwand zu planen, siehe den Projektionsabstand-Rechner. Um Breite und Höhe einer Leinwand aus der Diagonale zu finden, siehe den Bildschirmgröße-Rechner. Zur Abschwächung von Licht mit der Entfernung siehe den Beleuchtungsstärke-Entfernung-Rechner.
Häufige Fragen
Was ist ein Foot-Lambert?
Eine Leuchtdichteeinheit, die vor allem im nordamerikanischen Kino und in der Displaytechnik verwendet wird. Ein Foot-Lambert ist als 1/π Candela pro Quadratfuß definiert, das sind etwa 3,426 Nit. Bei einer idealen diffusen Leinwand ist der Wert in Foot-Lambert gleich der Beleuchtungsstärke in Foot-Candles mal dem Gain.
Warum sind Nit und Foot-Lambert verschiedene Zahlen?
Es sind verschiedene Einheiten für dieselbe Helligkeit. Multiplizieren Sie Foot-Lambert mit etwa 3,426, um Nit zu erhalten.
Ergibt ein helleres Projektor-Modell immer ein helleres Bild?
Auf derselben Leinwand ja. Eine größere Leinwand verteilt dieselben Lumen aber auf eine größere Fläche, daher wird das Bild mit wachsender Leinwand dunkler. Leinwand-Gain und Umgebungslicht verändern ebenfalls, was Sie sehen.
Warum stimmt meine gemessene Helligkeit nicht mit dem Ergebnis überein?
Der Rechner nimmt eine ideale diffuse Leinwand in einem dunklen Raum an und übernimmt die Katalog-Lumen unverändert. Eine echte Leinwand, die Projektoreinstellungen, das Alter von Lampe oder Laser und der Raum verändern alle den gemessenen Wert.