Emidio Frattaroli Editore e Direttore Responsabile. AV Magazine info@avmagazine.it

Transcript

1 Emidio Frattaroli Editore e Direttore Responsabile AV Magazine info@avmagazine.it

2 AV Magazine IP unici al mese (fonte Google Analytics - nov 2012) IP unici al giorno pagine al giorno - community con iscritti - 3,2 milioni di messaggi - test con misure di laboratorio - strumenti certificati - formazione e coonsulenza

3 - Introduzione alla fotometria e misura del flusso luminoso - 1: Elementi di fotometria; - 2: Luce e colori; - 3: Sintesi additiva e percezione dei colori - 4: Luminanza e illuminanza - 5: Tecnologie di videoproiezione - 6: ICDM e Color Light Output - 7: Test pratico e conclusioni

4 1.1 Luce, colori e fisiologia dell'occhio umano I fotoni hanno massa pari a zero e si propagano 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.

5 Spettro elettromagnetico 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.

6 Spettro della radiazione solare nello spazio I fotoni emessi dal sole sono compresi nella 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 che arriva sulla terra, prima di attraversare l'atmosfera terrestre. Le ordinate sono su scala logaritmica; la maggior parte dei fotoni è concentrata tra i 200 nm e i nm.

7 Spettro della radiazione solare a livello del mare Di tutto lo spettro che rimane dall'azione di "filtro" dell'atmosfera terrestre, soltanto la porzione compresa tra i 380 e i 760 nanometri viene "captata" dai nostri occhi. Questa parte dello spettro può essere chiamarla "Luce visibile". Tutti i fotoni con frequenza immediatamente superiore (lunghezza d'onda inferiore ai 380 nm), fanno parte della NUOVE "porzione" TECNOLOGIE ultravioletta, - NUOVI mentre STANDARD quelli dell'infrarosso partono da lunghezze d'onda oltre i 760nm.

8 Un'altra sorgente di fotoni, nettamente più familiare, vicina e "manipolabile" rispetto al Sole è la lampadina a incandescenza. i cui fotoni vengono prodotti dagli elettroni che attraversano e riscaldano (fino ad oltre 2700 kelvin) un filamento di tungsteno.

9 Coni e bastoncelli Visione fotopica: i recettori visivi, annegati al di sotto delle cellule nervose della retina, si dividessero soltanto in due gruppi principali: coni e bastoncelli. I coni sono costituiti da tre classi ben distinte di cellule sensoriali che sono sensibili a tre porzioni distinte dello spettro. Visione scotopica: i bastoncelli, di forma più allungata rispetto ai coni, sono molto numerosi, 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".

10 Raramente i bastoncelli vengono attivati e partecipano alla visione in maniera esclusiva. In azzurro c'è la curva di sensibilità dei bastoncelli, con un picco attorno ai 507 nanometri. I coni, meno numeros, sono concentrati nella fovea, vengono attivati da un flusso luminoso più elevato e sono responsabili della visione diurna (fotopica). Considerando l'insieme delle tre classi di coni, i nostri occhi sono sensibili a frequenze dello spettro luminoso secondo la curva disegnata di colore verde, con picco centrato a circa 555 nm

11 Curve di sensibilità spettrale corrispondenti delle tre classi di coni X, Y e Z, secondo la definizione dell'osservatore standard CIE I coni "X" hanno un'alta sensibilità nella zona delle lunghezze d'onda del rosso e minore nella zona del blu; i coni "Y" haanno un'alta sensibilità nella zona delle lunghezze d'onda del verde e i cony "Z" hanno un'alta sensibilità nella regione delle lunghezze d'onda del blu. I colori visualizzabili sono il risultato di diverse proporzioni degli stimoli delle tre classi di coni.

12 Le diverse strade del "bianco" Una luce, percepita come "bianca" può essere ottenuta in vari modi. In alto possiamo osservare lo spettro della luce solare, misurato a mezzogiorno, al livello del mare. Più in basso è indicato lo spettro luminoso di un videoproiettore (JVC-RS46) che riproduce un quadro "bianco" in modo da ottenere la stessa percezione visiva

13 Spazio colore CIE 1931 Ci sono tanti modi per tradurre l'analisi dello spettro luminoso in modo da comprendere più facilmente il tipo di "colore" osservato. Collocare i colori all'interno di un diagramma con coordinate ben definite è il modo più utilizzato. Lo spazio colore CIE 1931 è il più antico e utilizzato. Il bordo è formato dalle frequenze "pure", ovvero dai colori "monocromatici", con spettro luminoso concentrato in pochi nanometri. Il "bianco", come risultato dello spettro "totale", è al centro dello spazio colore. Le coordinate cromatiche vengono ricavate dalla funzione CMF (Color matching funzions) xyz (anno 1978).

14 Sintesi additiva La sintesi additiva di due o più stimoli di colore è la mescolanza di stimoli di colore che: - arrivano all'occhio invariati, - entrano nell'occhio simultaneamente o in rapida successione, - incidono sulla stessa area di retina

15 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. Nella strumentazione i sensori utilizzati sono filtrati secondo le curve di sensibilità fotopica dell'occhio umano (lampada: meno del NUOVE 5% è TECNOLOGIE utile nella percezione - NUOVI STANDARD visiva).

16 L'illuminanza è il valore che spesso misurato direttamente e dal quale si ricavano altri parametri come il flusso luminoso. L'illuminanza 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.

17 La potenza si distribuisce su superfici sempre più grandi all'aumentare della distanza dalla sorgente. Se ad una distanza di un metro dalla lampadina l'illuminanza è pari a 100 lux, alla distanza di due metri la stessa potenza sarebbe distribuita su un'area quattro volte più grande. Quindi l'illuminanza sarebbe di un quarto, NUOVE ovvero TECNOLOGIE 25 lux. - NUOVI STANDARD

18 Il flusso luminoso dei videoproiettori viene quantificato in lumen. I videoproiettori emettono solo in una porzione di spazio che equivale ad un tetraedro con base rettangolare che ha il suo vertice nell'obiettivo del videoproiettore. Il valore del flusso luminoso 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.

19 La luminanza invece 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 (NIT), 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.

20 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 NUOVE di 20. TECNOLOGIE - NUOVI STANDARD

21 Il rapporto tra luminanza e illuminanza è ben definito. In particolare, il flusso di fotoni diffusi da una superficie lambertiana ideale (un piano che diffonde tutte le frequenze dello spettro visibile nel semispazio, secondo il coseno dell'angolo di incidenza) viene quantificato dalla luminanza che equivale al valore di illuminanza misurato NUOVE TECNOLOGIE al livello della - NUOVI superficie, STANDARD suddiviso per π.

22 Codifica colore HDTV Codifica colore SDTV (PAL)

23 Tecnologia 3LCD

24 Videoproiettori DLP DMD: Digital Micromirror Device (dispositivo NUOVE digitale TECNOLOGIE a microspecchi) - NUOVI STANDARD

25 DLP con 3 chip DMD DLP con singolo DMD + CW

26

27

28

29

30 Emidio Frattaroli Editore e Direttore Responsabile AV Magazine info@avmagazine.it