Объяснение разницы между ANSI люменами и LED люменами

ViewSonic использует стандартные отраслевые методы ANSI при создании своих проекторов для указания яркости, но одна только яркость, указанная в ANSI, не всегда может обеспечить достаточно информации, чтобы полностью охарактеризовать характеристики яркости последнего поколения проекторов с расширенным цветовым охватом и светодиодными источниками света. В основном это связано с тем, что называется эффектом ГК (Гельмгольца-Кольрауша), который заставляет зрителей воспринимать изображения с более высокой насыщенностью цвета как более яркие, чем менее насыщенные.

Теперь представьте себе два проектора с одинаковой измеренной яркостью в люменах ANSI, у которых уровни яркости будут казаться разными. Чтобы понять, как это возможно, мы должны также понимать, что человеческий глаз более чувствителен к определенным длинам волн света (рис. 1), и любой проектор с источником света, который более точно соответствует световой реакции человека глаз, естественно, будет иметь более высокую воспринимаемую яркость.

Рисунок 1 ниже помогает дополнительно проиллюстрировать эффект Гельмгольца-Кольрауша. Большинство зрителей предположило бы, что цветные пятна слева ярче, чем участки шкалы серого в центре; но на самом деле они имеют одинаковую измеренную яркость в люменах ANSI. Кроме того, хотя цветные пятна справа могут иметь ту же яркость, что и центральные участки серой шкалы, однако яркость цветных пятен справа намного ниже, чем у центральных серых пятен.

Рисунок 1. Измеренная и воспринимаемая яркость
(Смоделированное изображение для иллюстрации эффекта ХК)

Рисунок 2 пытается проиллюстрировать, как воспринимаемый уровень яркости меняется от цвета к цвету. Ось X этой диаграммы показывает каждый отдельный цвет RGB, составляющий источник света на светодиодном проекторе. По оси Y показано сравнение яркости между цветами в левом и правом столбцах на рисунке 1. Воспринимаемый коэффициент яркости - это разница между воспринимаемой яркостью и измеренной яркостью, в то время как средний воспринимаемый коэффициент яркости - это разница со всеми цветами вместе взятыми. Оба соотношения можно рассчитать, используя приведенные ниже формулы.

*средний коэффициент воспринимаемой яркости в 2,4 раза определяется светодиодными проекторами Viewsonic, другие светодиодные проекторы могут иметь другой результат.

**воспринимаемый коэффициент яркости = (Красный 100% или Зеленый 100% или Синий 100%) люмены / ( Красный визуальный элемент или зеленый визуальный элемент или синий визуальный элемент) люмены

***Средний коэффициент воспринимаемой яркости = (Красный 100%+Зеленый 100%+ Синий 100%) люмены / ( Красный визуальный элемент + Зеленый визуальный элемент + Синий визуальный элемент) люмены

Рис. 2. Величина эффекта ГК при красном, зеленом и синем монохроматических источниках света

Из наблюдений мы знаем, что многие проекторы со светодиодными источниками света имеют более высокую воспринимаемую яркость, чем многие проекторы на основе ламп, даже если они могут иметь такой же измеренный показатель ANSI в люменах. Чтобы понять почему, просто вернитесь к рисунку 1 и поймите, что цветные пятна слева кажутся ярче только потому, что человеческий глаз более восприимчив к высоконасыщенному цветному свету, поэтому светодиодный проектор с цветами, более сконцентрированными на длинах волн, будет восприниматься как более яркое. Именно поэтому компания ViewSonic взяла на себя обязательство обеспечивать для своих новейших светодиодных проекторов показатели светового потока как в ANSI, так и в LED люменах.

Для определения типичных характеристик светового потока в LED люменах для данного светодиодного проектора сначала необходимо выбрать эталонный проектор на основе лампы с цветовым колесом RGBRGB. Затем отдельные токи R, G, B светодиодного проектора регулируются до тех пор, пока воспринимаемая яркость не будет наиболее точно соответствовать яркости эталонного проектора на основе лампы. Затем выполняется еще одно измерение ANSI в люменах скорректированного светодиодного проектора, и отношение этих двух измерений умножается на ANSI-измерение в люменах эталонного проектора на основе лампы, чтобы определить эквивалентный рейтинг «LED люмена».

Рис. 3. Пример изображения проектора на основе лампы 2200 ANSI люмен (RGBRGB, ViewSonic PX727-4K) в сравнении со светодиодным проектором 900 ANSI люмен (RGBB, ViewSonic X10-4K)

* Яркость светодиодного проектора 900 ANSI люмен была уменьшена с 1000 ANSI до 900 ANSI, чтобы соответствовать приблизительной яркости лампового проектора 2200 ANSI люмен при сохранении того же среднего коэффициента воспринимаемой яркости в 2,4 раза.

В дополнение к более высокой воспринимаемой яркости проекторы со светодиодными источниками света также, как правило, имеют более высокую светоотдачу, что означает меньший расход энергии, большую энергоэффективность, более высокую воспринимаемую светоотдачу, более широкую цветовую гамму и потрясающее качество изображения. Светодиодные проекторы ViewSonic — очень привлекательное решение.

Использованная литература:

1) E. Fred Schubert Light Emitting Diodes, 3-е издание (E. Fred Schubert, Нью-Йорк, 2018 г.)

2) Wyszecki G. and Stiles W. S. Color Science – Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae, 3-е издание (John Wiley and Sons, Нью-Йорк, 2000 г.)

3) Mike Wood – Lightness- The Helmholtz-Kohlrausch effect (Out of Wood, лето 2012)

Источник: по материалам www.viewsonic.com.

Еще статьи по проекторам