照度

照度定义

在摄影采光上,首先遇到的问题就是“光的强度”,光的强度决定了摄影时曝光量的多少。要如何来表示在离光源某个距离上,光的多寡呢?通常是以“照度”来说明,在测光领域所应用的原理,也都建立在“照度”的概念上。在讨论“照度”以前,必须先界定下面两个名词的意义。

(a)标准光源。传统的标准光源,是采用以鲸鱼提炼出来的油脂,来制作成一标准尺寸的蜡烛所发出的光。而现代的定义则是,将一块一立方公分的黑色发光体(black-body radiator)加热,直到接近溶为液体时的温度,此时所发出光量的1/60谓之标准光源。

(b)烛光(candela)。即是以此标准光源所放射出来的光量单位,另一单位为lumen。

所谓“照度”,就是光线在一定的距离时,散布在单位面积上的光量。依上述,所以其单位被定为“尺烛光”(footcandle),或lumen/尺2,目前也有用 lux为单位(1 lux=每平方公尺1 lumen),1 lumen/尺2=10.76lux。我们还是以“尺烛光”为单位来讨论较为方便。

在测光领域常用到的有关“照度”的问题时,都牵涉到“平方反比定律”,即:

  • E = I/(D的平方)
  • E = 照度(单位:尺烛光)
  • I = 点光源亮度(单位:烛光)
  • D = 受光面距点光源的距离(单位:尺)

也就是,光源在某一距离上的照度与光源的亮度成正比,而与距离的平方成反比。所以,假设点光源的亮度为1烛光,则距离点光源1尺的地方的照度为1尺烛光;若距离增加为2尺时,此照度则变为1/4尺烛光;若增加至3尺时,此照度则变为1/9尺烛光。依此类推,光源保持不变,距离愈远时,其照度是以平方的反比关系递减。

注意在这个公式中,所讨论的均是点光源(例如闪光灯、摄影灯泡等),若是太阳光,则视为面光源,在地球上不论是在高山上或在平地上,太阳光的照度都一样。

以上为“平方反比定律”示意图。表示若点光源保持不变,距离愈远时,其照度是以平方的反比关系递减。所以若光源在一公尺时相机的光圈为f/16时,若光源距离增为2公尺时,所需的光圈应变为f/8,不是f/11,因为此时的照度变成原来的1/4而非1/2。

一表面受到光照射时,每单位面积上入射的光通量,称为其“照度”,单位为“勒克司”,一勒克司等于每平方公尺上有一流明的光通量:

照度(勒克司) = 光通量(流明) / 面积(平方公尺)

通常在阅读时,适度之照明约为500勒克司。一般教室与办公室之照明则至少约需达到300勒克司,以下为几个代表性的照度:

烈日 100,000 lux
阴天 8,000 lux
绘图 600 lux
阅读 500 lux
夜间棒球场 400 lux
办公室、教室 300 lux
路灯 5 lux
满月 0.2 lux
星光 0.0003 lux

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