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Misure: fotometria generale
Misure: fotometria generale
Emidio Frattaroli - 18 Marzo 2009
“Le numerose analisi tecniche su videoproiettori e display pubblicate su AV Magazine, a cui si aggiungeranno presto gli schermi per proiezione, si riferiscono in buona parte alle grandezze fotometriche classiche e alla loro applicazione nelle indagini effettuate sui vari prodotti.”
Pagina 1 - Introduzione

La stragrande maggioranza delle recensioni su display e videoproiettori pubblicate sulle pagine di AV Magazine, sono corredate di misure della luminanza (cd/m²), flusso luminoso (lumen), temperatura colore (in gradi kelvin) e coordinate cromatiche (x, y) e sono tra le più complete ed esaustive disponibili a livello internazionale. Sin dai primi giorni di vita di AV Magazine, in molti avete chiesto un articolo tecnico che spiegasse nel dettaglio cosa rappresentano le numerose unità di misura rilevate, come vengono acquisite e come valutarle. Un impegno che ho iniziato e interrotto più volte per vari motivi e che, finalmente, sono riuscito a portare a conclusione.

Durante tutto questo tempo, l'articolo è diventato sempre più lungo e complesso e mi sono trovato davanti ad alcune scelte decisive. Da dove iniziare? Dagli strumenti di misura oppure dalle grandezze fotometriche? Dalla fisica, oppure meglio iniziare dalla fisiologia dell'occhio umano? In questo ambito, le varie discipline sono strettamente collegate e l'ampia letteratura tecnica esistente ha proposto vari approcci, partendo ora dalla fisiologia, ora dalla fisica. Ho scelto di suddividere il percorso in quattro fasi distinte:

- fotometria (l'articolo che state leggendo);
- misura e valutazione di videoproiettori, schermi e display;
- colorimetria;
- strumenti di misura.

In questo primo articolo descriverò l'insieme delle grandezze utilizzate in radiometria e fotometria, che trovano la loro applicazione nelle indagini effettuate sui vari display e videoproiettori che vengono analizzati su AV Magazine, senza dimenticare di descrivere la loro relazione con l'organo della vista. Fotometri e luxmetri saranno introdotti in maniera approfondita nel secondo articolo dedicato alle rilevazioni su videoproiettori, schermi per proiezione e display, in cui presenteremo anche la dotazione del nostro laboratorio.

Nell'articolo sugli strumenti di misura offrirò invece un'analisi sull'attualità del mercato, dai colorimetri più economici fino agli spettrofotometri più costosi e precisi, utili anche per le calibrazioni, più o meno "professionali". In questo articolo sulla fotometria sono presenti alcuni collegamenti ipertestuali per i termini più tecnici, che puntano principalmente a Wikipedia e HyperPhysics. Una bibliografia più completa è presente nell'ultima pagina di questo stesso articolo. Purtroppo, una parte dei testi più interessanti non è più disponibile ovvero è di reperibilità estremamente difficile. Per tutti coloro che volessero approfondire tali argomenti, consiglio di partire dalla letteratura offerta attraverso il sito della Society for Information Display. Buona lettura.

Pagina 2 - Sole, fotoni e radiazione elettromagnetica

Il sole, la stella di medie dimensioni che è al centro del nostro sistema solare, è una straordinaria centrale nucleare che, all'interno del nucleo (con temperatura di circa 15.000° K), fonde l'idrogeno per trasformarlo in elio. Questo processo di fusione si traduce in una straordinaria produzione di energia che viene irraggiata dalla superficie (fotosfera, con temperatura di circa 5900° K) nello spazio sotto due forme principali: protoni ad alta energia trasportati dal "vento solare" e fotoni, questi ultimi associati comunemente alla quella che viene definita comunemente "luce".

I fotoni sono una delle principali entità della meccanica quantistica che racchiude tutto il paradosso del dualismo corpuscolare-ondulatorio. In altre parole, mentre il protone ha una massa ben definita, il fotone ha massa pari a zero (quindi non sarebbe propriamente una particella) eppure è caratterizzato da alcuni aspetti propri delle particelle e si propaga nel vuoto alla velocità della luce con un caratteristico movimento ondulatorio. I fotoni sono più propriamente dei quanti di energia e possono essere qualificati proprio dalla frequenza del loro moto ondulatorio, espressa in oscillazioni al secondo (unità di misura in Hertz).

Al posto della frequenza, nel campo della fotometria viene utilizzato più comunemente il valore della lunghezza d'onda, espresso in nanometri. Nella tabella qui in alto possiamo osservare buona parte della radiazione elettromagnetica con riferimenti in oscillazioni al secondo e lunghezze d'onda corrispondenti. I fotoni non vengono prodotti soltanto dalle stelle come il Sole ma in tantissimi altri modi. Quello più comune è per riscaldamento: ogni corpo con temperatura in gradi kelvin superiore allo zero assoluto emette fotoni. Gli argomenti relativi alla emissione di fotoni, utili per la comprensione del significato della Temperatura colore", saranno affrontati nell'articolo relativo alla colorimetria.

Pagina 3 - Spettro della radiazione solare e luce visibile

I fotoni emessi dal sole hanno una frequenza piuttosto eterogenea che comprende la quasi totalità dello spettro elettromagnetico, dalle radioonde fino ai raggi gamma. Nel grafico qui in alto viene mostrata buona parte dello spettro di emissione solare (tecnicamente nel grafico viene indicata l'irradianza, di cui parlerò nel dettaglio nel paragrafo dedicato alle grandezze radiometriche) che arriva sulla terra, prima di attraversare l'atmosfera terrestre. Le ordinate sono su scala logaritmica; appare quindi evidente come la maggior parte dei fotoni (quindi la maggior parte dell'irradianza) sia concentrata tra i 200 nm e i 10.000 nm.

Una volta attraversata l'atmosfera terrestre, una parte dei fotoni interagiscono con i gas che compongono i vari strati dell'atmosfera come idrogeno, vapore acqueo, anidride carbonica e ozono. La porzione di spettro di emissione solare che arriva sulla superficie terrestre, al netto dell'azione filtrante dell'atmosfera, è comunque variabile ed è influenzato dalle condizioni meteo, dall'altitudine, dalla posizione del sole (ora, mese e anno) e anche dall'inquinamento. Nel grafico qui in alto c'è uno dei tanti spettri di emissione acquisiti al livello del mare, lo scorso Maggio, in Florida (USA), con uno spettroradiometro OceanOptics.

Di tutto lo spettro che rimane dall'azione di "filtro" dell'atmosfera terrestre, soltanto la porzione dei fotoni con lunghezza d'onda compresa tra i 380 e i 780 nanometri sono visibili, nel senso che vengono "captati" dai nostri occhi. Questa parte dello spettro, in altre parole, può essere chiamarla "Luce visibile" ed è una piccolissima porzione dell'intero spettro delle radiazioni elettromagnetiche esistenti in natura. Tutti i fotoni con frequenza immediatamente superiore (lunghezza d'onda inferiore ai 380 nm), fanno parte della "porzione" ultravioletta, mentre quelli dell'infrarosso partono da lunghezze d'onda oltre i 700 nanometri.

Pagina 4 - Occhio, visione scotopica e fotopica


Occhio, anatomia generale (disegni di Margherita Vetrano)
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Prima di introdurre la fotometria, apro una piccola parentesi per spiegare il motivo per cui solo la porzione di spettro tra 380nm e 780nm sia visibile ai nostri occhi. Per questo motivo è necessario affrontare qualche aspetto di fisiologia. L'occhio umano è un organo su cui la ricerca continua a scoprire interessanti novità anatomiche e fisiologiche. Fino a poco tempo fa eravamo tutti convinti che i recettori visivi, annegati al di sotto delle cellule nervose della retina, si dividessero soltanto in due gruppi principali: coni e bastoncelli. Più recentemente è stata scoperta una ulteriore classe di cellule che la dice lunga su quanto ci sia ancora da scoprire su questo organo tanto piccolo quanto complesso e meraviglioso.

Senza entrare nel dettaglio nell'anatomia, fisiologia, neurologia e psicologia del sistema visivo umano, mi fermerò per il momento solo al livello dei coni e dei bastoncelli e alla loro sensibilità alle varie lunghezze d'onda: aspetti che erano stati già ipotizzati nel corso del XVIII secolo e perfezionati nel secolo scorso (anno 1923). Più recentemente, il funzionamento dei coni e la loro sensibilità sono aspetti verificati scientificamente con la tecnologia attuale: l'ultima revisione proposta è relativa al 2005. I coni sono costituiti da tre classi ben distinte di cellule sensoriali che descriverò nel dettaglio nell'articolo dedicato alla colorimetria.


Sezione retina - coni e bastoncelli (disegni di Margherita Vetrano)
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I bastoncelli, di forma più allungata rispetto ai coni, sono molto numerosi (più di 100 milioni di cellule per occhio), sono presenti uniformemente in tutta la retina, sono sensibili solo alle differenze di intensità luminosa e sono responsabili della visione quando c'è pochissima luce. In altre parole sono responsabili della visione "notturna" (scotopica) e non permettono di distinguere i colori. Se consideriamo il livello d'illuminamento durante la visione delle immagini riprodotte da display o videoproiettori, raramente i bastoncelli vengono attivati e partecipano alla visione in maniera esclusiva. Nel grafico qui in basso, a sinistra (linea azzurra), c'è la curva di sensibilità dei bastoncelli, con un picco attorno ai 507 nanometri.


Visione fotopica (CIE - anno 1924) e scotopica (CIE - anno 1955)

I coni sono meno numerosi dei bastoncelli (meno di un ordine di grandezza), la loro presenza è concentrata nella fovea (è la zona centrale della retina in corrispondenza dell'asse ottico), vengono attivati da un flusso luminoso decisamente più sostanzioso rispetto ai bastoncelli e per questo motivo sono responsabili della visione diurna (fotopica). I coni sono divisi in tre classi e sono sensibili a tre rispettive porzioni dello spettro elettromagnetico (blu, verde e rosso). Per convenzione, la curva di sensibilità dei tre coni è evidenziata in alto a destra (linea verde), con picco centrato a circa 555 nm.

Come già anticipato, le due curve di sensibilità generale dei nostri occhi (scotopica, fotopica) sono in relazione al livello di illuminamento. In particolare, la curva di sensibilità della visione scotopica (notturna) si riferisce a livelli di illuminamento compresi tra 1 lux e 0,00001 lux. La visione fotopica (diurna) è attiva per livelli di illuminamento compresi tra 0,01 lux e più di 100.000 lux. Per livelli d'illuminamento compresi tra 0,01 lux e 1 lux, sono attive entrambe le classi di cellule sensoriali e la curva di sensibilità, detta mesopica, è più o meno a metà strada tra quella fotopica e quella scotopica.

Pagina 5 - Radiometria: flusso radiante e intensità radiante

Torniamo ora alla fisica. La radiometria, che è alla base delle misure fotometriche, è la misura delle quantità associate all'energia radiante. L'unità di misura fondamentale in radiometria è il watt (joule al secondo). Tutte le altre unità sono derivate dal watt, declinato per unità di superficie, distanza, angolo solido etc. Prima di iniziare ad affrontare gli elementi di radiometria, mi permetto di introdurre un'altro sorgente di fotoni, nettamente più familiare, vicina e "manipolabile" rispetto al Sole: la lampadina a incandescenza. i cui fotoni vengono prodotti dagli elettroni che attraversano e riscaldano (fino ad oltre 2700° kelvin) un filamento di tungsteno

Flusso radiante

Il flusso radiante è la potenza totale (in tutte le direzioni) prodotta nello spettro elettromagnetico da una sorgente: il flusso viene misurato in watt. Per fare un esempio, con qualche forzatura per esigenze didattiche, possiamo assumere che una lampadina da 100 watt abbia un flusso radiante esattamente pari alla sua potenza nominale: il flusso radiante di questa lampadina è pari a 100 watt. Nell'immagine in alto, viene indicato lo spettro di emissione di una lampadina incandescenza: osservando il grafico con attenzione, appare chiaro come la maggior parte dei fotoni siano distribuiti nello spettro dell'infrarosso, mentre solo un piccola parte (circa il 10%) sia compresa nell'intervallo della luce visibile, tra 380nm e 780 nm.

Intensità radiante

L'intensità radiante è quella porzione di flusso radiante compresa nell'unità di angolo solido. L'unità di misura dell'angolo solito è lo steradiante (1 sr), quindi l'intensità radiante viene misurata in watt per steradiante. Senza entrare nel dettaglio della geometria solida, cercherò di spiegare nella maniera più semplice possibile il concetto di steradiante e di angolo solido. Osservando una lampadina a grande distanza (almeno 10 volte le dimensioni della lampadina stessa), possiamo definire la lampadina come una sorgente puntiforme. In questo caso, per esigenze didattiche, possiamo assumere che la lampadina emetta equamente il suo flusso luminoso in tutte le direzioni. In questo caso, ripescando tra le nozioni di geometria solida, sappiamo che in una sfera di raggio r equivale a 4  sr (4 * 3,14 steradianti), ovvero circa 12,57 steradianti. La nostra ipotetica lampadina da 100 watt avrà un'intensità radiante di 7,96 watt sr (100/12,57).

Pagina 6 - Radiometria: Irradianza e radianza

Irradianza

L'irradianza è l'unità di misura più utilizzata nella strumentazione radiometrica e si riferisce alla quantità di radiazione che cade sull'unità di area, viene indicata generalmente in watt per m² anche se è molto frequente incontrare multipli e sottomultipli delle unità di misura della potenza e della superficie (es. milliwatt per centimetro quadrato). Appare quindi ovvio come l'irradianza sia inversamente proporzionale alla distanza ed è infatti legata alla legge dell'inverso del quadrato

Legge dell'inverso del quadrato

La potenza si distribuisce su superfici sempre più grandi all'aumentare della distanza dalla sorgente. Se ad una certa distanza r la superficie della calotta sferica sottesa dall'angolo solido fosse di un metro quadrato, ad una distanza doppia (pari a 2r) la superficie sarebbe quattro volte più grande, con la stessa potenza distribuita su un'area quattro volte più grande. Per questo motivo, l'irradianza misurata a distanza 2r sarebbe pari ad un quarto di quella misurata al punto con distanza pari ad r.

Tornando alla nostra lampadina da 100 watt, ad un metro di distanza potremmo misurare un'irradianza di circa 8 watt per metro quadrato. Ad una distanza doppia, pari a due metri, misureremmo soltanto 1/4 della potenza che si ridurebbe quindi a circa 2 watt su metro quadrato. Per fare un piccolo esempio, l'irradianza solare (introdotta nel terzo paragrafo) misurata al livello del mare, è pari a circa 1000 watt su metro quadrato. La stessa irradianza, misurata subito al di fuori dell'atmosfera terrestre, è pari a circa 1350 watt su metro quadrato.

Radianza

La radianza è l'altra importante misura utilizzata in radiometria ed è la quantità di radiazione riflessa, trasmessa o emessa da una superficie. Viene quantificata in watt per steradiante per m² e, in caso di una superficie ideale piana che diffonda in maniera uniforme in tutte le direzioni, la radianza è pari alla irradianza divisa per π (Pi greco). In pratica, la quantità di radiazione riflessa dalla nostra lampadina da 100 watt su una superficie piana ideale di un m², perpendicolarmente alla direzione del flusso radiante e ad una distanza di un metro, sarebbe pari a circa 2,55 watt sr per m² (8 / 3,14).

Pagina 7 - Fotometria: flusso luminoso e intensità luminosa

La fotometria è una branca della radiometria e si occupa della misura della quantità dell'energia luminosa emessa da una sorgente, emessa da una superficie o ricevuta da una superficie, in relazione alle sensazioni visive che sono proprie dell'occhio umano. La strumentazione è la stessa della radiometria, con due differenze sostanziali: i sensori utilizzati sono filtrati secondo la curva di sensibilità fotopica dell'occhio umano descritta nel quarto capitolo; inoltre, le unità di misura sono quelle proprie della fotometria ad iniziare dalla candela: una delle unità fondamentali del sistema internazionale.

Flusso luminoso

Prendiamo di nuovo come esempio la lampadina a incandescenza da 100W e il suo spettro di emissione (grafico in alto). Di tutto lo spettro emesso, soltanto il 10% è distribuito nell'intervallo tra 380nm e 780nm. Inoltre, in accordo alla curva di sensibilità fotopica (la curva verde nell'animazione in alto), soltanto il 2% del flusso radiante totale è efficace nella stimolazione dell'occhio umano. L'unità di misura del flusso luminoso è il lumen e viene definito come l'efficacia luminosa spettrale di una luce monocromatica centrata a 555nm, pari al picco di sensibilità fotopica. Per convenzione, rispetto al flusso radiante, il lumen è stato standardizzato in 683 lumen/watt * efficacia luminosa (descritta più avanti).

Tornando alla nostra lampadina da 100W, se il flusso luminoso fosse concentrato nella banda spettrale di 555 nanometri, la lampadina sarebbe capace di 68.300 lumen. In realtà, abbiamo visto come soltanto il 2% del flusso radiante è utile alla visione. Per questo motivo, il flusso luminoso della lampadina da 100W è di circa 1700 lumen. Dal flusso luminoso è possibile ricavare anche l'efficacia luminosa, calcolata in lumen per watt: nel nostro esempio, la lampadina avrebbe una efficacia luminosa di 17 lumen/watt. Una lampada LPS ai vapori di sodio (quelle "arancioni" dell'illuminazione pubblica), ha un efficacia luminosa che può arrivare fino a 200 lumen/watt.

Intensità luminosa

L'intensità luminosa è l'omologo dell'intensità radiante descritta nel quinto capitolo, pesata secondo la curva di sensibilità fotopica. È la porzione di flusso luminoso compresa nell'unità di angolo solido ed è quantificata dalla candela (lumen per steradiante): una delle sette unità di misura del sistema internazionale. A tal proposito, ricordo che in una sfera di raggio r sono compresi 4 π sr (4 * 3,14 steradianti), ovvero circa 12,57 steradianti. La nostra ipotetica lampadina da 100 watt ha un flusso luminoso di 1.700 lumen che, suddiviso per i 12,57 steradianti, equivale a  circa 135 candele. In altre parole lumen = cd * sr. Appare quindi evidente l'altra definizione di lumen: il flusso luminoso di una sorgente nell'unità di angolo solito (1 sr) che ha l'intensità luminosa di una candela.

Pagina 8 - Fotometria: illuminanza e luxmetro

Illuminanza

L'illuminanza è il valore che viene più spesso misurato direttamente e dal quale si ricavano altri parametri come il flusso luminoso. L'illuminanza è l'omologo dell'irradianza, descritta nel sesto capitolo, pesata secondo la curva di sensibilità fotopica. In altre parole, è la misura della quantità di radiazione visibile che cade su una specifica superficie. L'unità di misura del sistema internazionale è il lux, ovvero lumen per metri quadrati.

Tornando al nostro esempio della lampadina da 100W, l'illuminanza misurata ad una distanza di un metro è pari a 135 lux ma, al contrario dell'intensità luminosa descritta in precedenza, è inversamente proporzionale alla distanza tra sorgente e superficie e segue la stessa legge dell'inverso del quadrato che ho descritto nel sesto capitolo.

Legge del coseno di Lambert

L'irradianza e l'illuminanza variano con il coseno dell'angolo d'incidenza. In parole più semplici, perpendicolarmente ci sarà il massimo dell'energia mentre ad un angolo di 60° il coseno sarà uguale a 0,5, quindi l'energia sarà dimezzata. Nel disegno più in alto, c'è una trasposizione grafica del coseno dell'angolo d'incidenza.

La distribuzione di energia su una superficie secondo il coseno dell'angolo di incidenza è la base fondamentale nella strumentazione per l'analisi dell'irradianza e dell'illuminanza. Le sonde per la misura di queste due grandezze sono dotate di vere e proprie "lenti" di correzione del coseno, in modo da catturare fotoni nel semispazio secondo la legge di Lambert. Nella foto in alto alcune sonde "OceanOptics".

La perfezione in questo campo non esiste e tutte le sonde con "lenti" per la correzione del coseno presentano delle variazioni che, solitamente, vengono indicate nelle specifiche. Nel grafico qui in alto c'è la distribuzione in funzione dell'angolo di una sonda OceanOptics CC-3-UV (linea blu) in relazione al riferimento (quadrati verdi). In questo caso siamo davanti a differenze estremamente limitate.

Pagina 9 - Illuminanza e flusso luminoso dei videoproiettori

Il flusso luminoso dei videoproiettori viene quantificato in lumen, spesso in ANSI lumen. I videoproiettori non emettono in tutte le direzioni, bensì solo in una porzione di spazio che equivale ad un tetraedro: una piramide con base rettangolare che ha il suo vertice nell'obiettivo del videoproiettore. Il valore del flusso luminoso non viene misurato direttamente ma viene ricavato dalla misura dell'illuminanza dei nove punti (equidistanti, al centro delle nove zone) dell'area illuminata dal videoproiettore: la media dei nove punti viene moltiplicata per la superficie in metri quadrati.

Il valore in ANSI lumen viene misurato secondo specifiche ben precise, anche se in alcuni punti si riferiscono ad riferimenti di tipo soggettivo. Prima della misura dei nove punti, i vari parametri del videoproiettore (bilanciamento del bianco, luminosità, contrasto) devono essere regolati in modo che l'immagine ANSI di riferimento (l'immagine qui in alto) sia ben visibile. In particolare, le piccole aree a diversa intensità luminosa devono essere distinguibili. Il "quanto" debbano essere distinguibili viene lasciato spesso alla sensibilità dell'operatore. È altrettanto notorio che, in quei videoproiettori dotati di obiettivo zoom, il flusso luminoso è strettamente correlato alla lunghezza focale dell'obiettivo. In particolare, in posizione "tele", l'obiettivo è statisticamente meno trasparente, al contrario di quanto accade in posizione "wide".

Inoltre, considerando che i nove punti di riferimento ANSI si riferiscono storicamente alle immagini in formato 4:3, per la misura del flusso luminoso dei videoproiettori in 16:9, si preferisce effettuare le acquisizioni su punti più numerosi. Da molto tempo ho deciso di effettuare rilevazioni su 15 punti di misura, come indicato nel disegno più in alto. In questo modo non si rinuncia al riferimento centrale, il numero di misurazioni è un buon compromesso tra "tempo" necessario per le rilevazioni e accuratezza nella rilevazione del flusso luminoso e dell'uniformità.

Pagina 10 - Fotometria: luminanza e superficie lambertiana

Luminanza

Per concludere, arriviamo alla luminanza che è l'omologo della radianza, descritta nel sesto capitolo, pesata secondo la curva di sensibilità fotopica. In altre parole, è la misura della quantità di radiazione visibile che viene trasmessa, diffusa o emessa da una superficie. L'unità di misura è la candela per m², ovvero lumen per steradiante per m². La luminanza viene spesso confusa con la luminosità che invece si riferisce ad una quantificazione di tipo soggettivo che può variare da individuo a individuo.

Nel settore video, la misura della luminanza serve per quantificare sia la radiazione visibile emessa da un display, sia quella riflessa da uno schermo di proiezione illuminato da un videoproiettore. Per la rilevazione della luminaza si utilizza normalmente il telefotometro: uno strumento dotato di un angolo di campo specifico che normalmente è di 1° oppure 2° e che in alcuni casi può scendere fino a 0,1° o salire fino a più di 20°.

Superficie lambertiana e misura del guadagno

Il rapporto tra luminanza e illuminanza è lo stesso che c'è tra radianza e irradianza. In particolare, la luminanza diffusa da una superficie lambertiana ideale (un piano che diffonde tutte le frequenze dello spettro visibile nel semispazio, secondo il coseno dell'angolo di incidenza), equivale al valore di illuminanza misurato al livello della superficie, suddiviso per π. È molto difficile trovare superfici lambertiane ideali in natura e gli schermi utilizzati in videoproiezione si comportano in maniera differente.

In particolare, uno schermo per videoproiezione potrebbe essere in grado di diffondere meno radiazione luminosa in senso perpendicolare rispetto alla superficie lambertiana di riferimento, mentre altri schermi potrebbero essere molto più efficienti. Questa differenza viene sintetizzata in un coefficiente detto guadagno (gain) da aggiungere al calcolo per il passaggio da luminanza e illuminanza o vice-versa. Inoltre conoscendo il rapporto che lega illuminanza e flusso luminoso, sarà altrettanto semplice calcolare il valore di luminaza di uno schermo di proiezione conoscendo l'area di quest'ultimo e il flusso luminoso del proiettore.

Inoltre, conoscendo i valori di luminanza, è possibile calcolare il guadagno di uno schermo incrociando semplicemente le misura della luminanza e dell'illuminanza. In realtà, per semplicità e per evtare di sommare l'incertezza di misura di più strumenti (luxmetro e telefotometro), si preferisce misurare il guadagno semplicemente con la misura della luminanza, comparando i valori misurati con lo schermo da analizzare con quelli di una superficie lambertiana di riferimento (foto in alto: alcuni campioni OceanOptics) a vari angoli di incidenza.

Pagina 11 - Conclusioni e bibliografia

Con questo primo articolo tecnico spero di aver fornito tutti gli elementi necessari che mi permetteranno di affrontare, nei tre articoli successivi, tutti gli argomenti relativi alla misura dei display, degli schermi e dei videoproiettori come il flusso luminoso, il livello del nero, il rapporto di contrasto e il guadagno degli schermi di proiezione, per arrivare fino all'angolo di visione e al tempo di risposta dei display a cristalli liquidi. Nell'articolo successivo, affronterò subito le metodiche di misurazione di videoproiettori, schermi e display, presenterò la dotazione del laboratorio di analisi, la dark room e fornirò anche i riferimenti necessari per la valutazione dei valori pubblicati nei vari test sui vari prodotti che analizziamo abitualmente, senza dimenticare di citare i vari riferimenti e raccomandazioni internazionali.

I chiusura, cito tutti i riferimenti bibliografici che ho accumulato avidamente in dieci anni di studio e ricerca e dai quali ho tratto ispirazione, sin dalle prime nottate con l'amico e collega Andrea Manuti che mi ha iniziato a questa straordinaria passione. Si tratta di libri esclusivamente in lingua inglese. Per chi fosse in cerca di un testo quasi definitivo, consiglio l'acquisto del Lighting Handbook: un gigantesco tomo di più di 1000 pagine che viene definito - a ragione - la vera "bibbia" dell'illuminotecnica (nel link la versione CD-ROM). Per chi fosse interessato a qualcosa di più "orizzontale", consiglio Electronic Display Measurement di Peter A. Keller che non è proprio aggiornatissimo ma è un testo fondamentale, scritto in maniera egregia da uno dei più sapienti ricercatori in forze alla Tektronix.

Per chi avesse bisogno di un ulteriore riassunto, ancora più semplice e immediato di quanto esposto in queste pagine, consiglio la lettura di The Language of Light: lo straordinario "bignamino" su fotometria e colorimetria disponibile gratuitamente nelle pagine del sito web del produttore di strumenti di misura Minolta.

 

Riferimenti web

http://www.journalofvision.org
http://www.nist.gov/index.html

http://www.cie.co.at/index_ie.html

http://www.iso.org/iso/home.htm

http://www.sit-italia.it/

 

Riferimenti bibliografici presenti su web

The Language of Light
Standard Handbook of Broadcast Engineering

Standard Handbook of Video and Television Engineering

Video Engineering

Introduction to Flat Panel Displays

Projection Displays

Billmeyer & Saltzman's Principles of Color Technology

Colour Imaging; Vision and Technology

A luminous efficiency function, V*(λ), for daylight adaptation

Electronic Display Measurement

IESNA Lighting Handbook

 

Riferimenti bibliografici non presenti sul web

Photometry and Radiometry for Engineers - A. Stimson - Wiley 1974
Color Science
- Wyszekcy and Stiles - Wiley 1982