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Misure: fotometria generale

di Emidio Frattaroli , pubblicato il 18 Marzo 2009 nel canale PROIETTORI

“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.”

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.