日期：2016/4/5 來源：中國演藝科技網(wǎng)

1 光度數(shù)據(jù)照相測試法測試的項目

光度數(shù)據(jù)照相測試法的開發(fā)是完全依據(jù)文化行業(yè)標準WH/T 26-2007《舞臺燈具光度測試與標注》，能測試該標準規(guī)定的全部光度參數(shù)。具體可測試以下參數(shù)和曲線：

（1）光斑角（θ）：圓形有效光斑的直徑兩端與出光口中心點連線所形成的夾角。注：硬光斑的全部為有效光斑。柔（軟）光斑中照度值不小于最高照度值10％的范圍為有效光斑。 （2）光束角（θ1/2）：圓形半峰值光斑的直徑兩端與出光口中心點連線所形成的夾角。注：光斑中照度值不小于最高照度值50％的范圍為半峰值光斑。 （3）有效光通量（Fe）：有效光斑范圍內(nèi)的總光通量。 （4）平均照度值（Ea）：有效光斑內(nèi)照度的平均值。 （5）照度均勻度（ξ）：有效光斑內(nèi)平均照度值與最高照度值的比值。 （6）燈具效率（ηl）：燈具的有效光通量與所用光源總光通量的比值。 （7）燈具發(fā)光效能（ηe）：燈具的有效光通量與光源及保證光源正常工作所必需的全部電器附件消耗的總電功率的比值。 （8）光斑射距系數(shù)（K）：圓形有效光斑的直徑與射距的比值。 （9）等照度曲線圖：將一系列表示不同照度值的等照度曲線繪制在一起的圖（見圖1）。圖1 等照度曲線圖 （10）光強分布曲線圖：光強度隨方向變化的關系曲線圖（見圖2）。注：光強分布曲線也稱配光曲線，在民用照明行業(yè)內(nèi)通常采用極坐標形式。由于舞臺專業(yè)燈具與民用燈具不同，極大多數(shù)是聚光類燈具，其光斑角較小，只有在直角坐標系統(tǒng)才能更好地表現(xiàn)其光分布特性。圖2 光強分布曲線圖 （11）射距、光斑直徑與照度關系圖：圓形光斑中心照度或平均照度與有效光斑直徑隨射距變化的關系圖（見圖3）。圖3 射距、光斑直徑與照度關系圖 除此之處，照相測試法還能獲得光斑中心照度、光斑內(nèi)最高照度及最高照度偏離光斑中心的位置等輔助參數(shù)。 2 光度數(shù)據(jù)照相測試法的測試方法及其基本原理 將燈具調(diào)整至正常工作狀態(tài)，在暗室中將光束投射到漫反射的測試面（通?？梢允瞧秸膩喒鈮γ妫?，調(diào)整投射距離，在測試面形成直徑為3 m或2 m的光斑（具體按行業(yè)標準WH/T 26要求），照相機在計算機控制下，拍攝光斑照片（見圖4-1）1張、尺寸比對照片（見圖4-2）1張以及照度比對照片（見圖4-3）5張，輸入射距、功率等原始數(shù)據(jù)，即可在計算機中完成分析運算，生成上述光度測試報告（見圖5）。圖5 舞臺燈具光度測試報告 光度數(shù)據(jù)照相測試法是運用計算機對光斑的數(shù)碼照片進行數(shù)據(jù)分析，將燈具光斑影像的灰度數(shù)值轉(zhuǎn)換成相對應的照度值，并形成一系列光度數(shù)據(jù)與圖表的一種測試方法。其中，尺寸比對照片是計算機采集光斑物理尺寸的過程；照度比對照片是用于采集光照面實際照度與照相機相片灰度之間的對應函數(shù)關系。5張照度對比照片中應包括在最高照度和最低照度點附近采集的數(shù)據(jù)，其他3張照度對比照片應在最高照度和最低照度之間的均分值點（即3/4、1/2和1/4）附近采集。據(jù)此，計算機程序建立起相應的擬合曲線，提供灰度和照度轉(zhuǎn)換時的對應依據(jù)。在此基礎上，計算機對光斑照片逐點掃描并轉(zhuǎn)譯照度值，獲得光斑的照度數(shù)據(jù)集。然后再將各點的照度值乘以該點微面積即得到各點的微光通量，有效光斑內(nèi)各點微光通量的合計值即為光斑的有效光通量。最后一步光通量的計算原理與分布光度計或手工測試是完全相同的。 3 光度數(shù)據(jù)照相測試法的技術關鍵 光度數(shù)據(jù)照相測試法是一種全新的測試技術，在研發(fā)中需要解決很多技術難點，主要的技術難點包括以下內(nèi)容。 3.1 照片灰度等級與實際光照度間對應關系的確立 不同燈具光斑亮度的幅度差極大，數(shù)碼相機在采樣拍攝時光圈大小、快門速度、感光度高低等選項的變動，都直接影響著數(shù)碼成像結果；且數(shù)碼相機本身感光器件的特性并非線性，而是半導體器件固有的S型曲線。通過大量的數(shù)據(jù)測試和研究，最后找到和確定了它們的相互對應關系，建立了特定函數(shù)的擬合曲線，解決了照片灰度與照度間的非線性對應關系。 3.2 海量數(shù)據(jù)運算速度 光斑照片的像素點高達數(shù)百萬、甚至上千萬，經(jīng)去毛刺、柔化等處理，最后用于計算光通量的數(shù)據(jù)點也近85萬，海量的數(shù)據(jù)計算，對計算機的運算速度是極大的考驗。如果用原始的計算方法，在一般的家用或商用筆記本計算機中運算，將需幾十分鐘，這將嚴重影響軟件的使用和推廣。經(jīng)過反復的算法分析，優(yōu)化了算法，極大地提高了運算速度，將運算時間壓縮到1分鐘以內(nèi)，為測試法的使用和推廣創(chuàng)造了良好的基礎。 3.3 光斑影像變形問題 為了使光斑內(nèi)的光分布盡可能接近舞臺上實際應用的情況，《舞臺燈具光度測試與標注》標準的要求，一般燈具的測試光斑直徑為3 m。對于如此大的光斑，照相機鏡頭通常處于中、廣角狀態(tài)，變形就很難避免。為了盡可能地減少變形對測試的影響，取景時盡量使光斑的影像位于取景框的中央部位，四周留出一定的空間，這樣可以很大程度上減小成像的變形程度?？s小了成像面積，光斑的有效像素雖然有所降低，但目前照相機的像素非常高，即使以光斑面積占整個相片面積的1/3計算，也有百萬數(shù)量級像素，作為光通量的計算并不需要如此多的計算點，實際上光斑相片經(jīng)處理后，用作計算的單元近85萬個。此外拍照時相機的位置盡可能靠近燈具出光口，以減小圖像變形失真。 3.4 反射面的漫反射特性 為使光斑在照相機內(nèi)的成像盡可能真實地反映光斑的實際情況，燈具投光的反射面必須具有理想的漫反射特性，此漫反射面理論上應該是當光照射時向不同方向的反射特性均勻一致的朗伯面。但在實際測試中，不可能達到如此高的要求，否則照相測試法就難以進行實際應用和推廣。經(jīng)研究，并在軟件上采取適當措施后，在一個平整、稍作處理的墻面上涂上亞光的涂料，即可作為拍照的反射面使用。在這樣的墻面上拍出來照片難免會產(chǎn)生一些光的突變點，這就需要在圖像處理中予以識別和處理，排除干擾。在軟件編制時采用了一些特殊的計算和處理，既保證了測試的準確性，又降低了對照片拍攝測試面的要求。 節(jié)選自《演藝科技》2016年第3期柳得安，俞世熊《舞臺影視燈具光度數(shù)據(jù)照相測試法》

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