关于LUX的定义说明及分析 Post By：2007-10-17 10:55:00 [只看该作者]
这是在网上看到的一篇英文，介绍的应该是便携式摄像机及其照度、镜头、光学原理的说明，但对于监控的摄像机同样具有很好的参考价值，特参考已有的一些翻译文本加工整理如下： “低光照环境下影像的完美呈现”，这样的广告语想必不会陌生。摄影机可以其最低照度作为等级划分的标准，因而制造商大多竭力宣称自己能够将照度降到多低。2lux，1lux，0.75lux甚至0lux，其实并非不同寻常。究竟这些照度等级说明了什么？究竟什么是Lux，而你又需要多少Lux呢？ 什么是Lux（勒克司）？ 简单地说，lux是用来测量投射在物体上的光的数量的米制单位，在英国叫做尺烛光（lumen），在欧洲的等叫做Lux。具体地说，1lux等于一支蜡烛从1米外投射在一平方米的表面上的光的数量，10 Lux等于10支蜡烛从1米外投射到物体表面的光的数量。 1Lux的摄像机据说能在一支蜡烛的光亮下离物体大约3英尺以外的地方拍摄到亮度正常的影像。目前市场上的许多摄像机就能做到。但问题是所得到的图象质量并不好。 当制造商给摄像机标注上最低照度1 lux时，实际他们是在以自己的主观评价来定义什么是可接受的影像。但当这一标准比之前变得更统一、更客观、更科学时，制造商所定义的“可接受”很可能达不到注重品质的影像录入设备的标准。在选购低照度摄像机时，满是雪花点的黑白影像恐怕不是你所希望的。 再者，因为“可接受的影像”是个主观概念，不同制造商对于最低照度lux的等级也不尽相同。同样是2-lux的摄像机，某一品牌的摄像机可能呈现出比另一竞争对手的明显更好的画面。除非对两者都进行测试，否则熟好熟坏还真没法比较。所幸，这一现象正得到改变。电子工业协会（The Electronic Industries Association (EIA)）制定了一套广泛适用于工业的新标准（EIA-639）。这将消除在lux等级上的主观因素。并且，事实上，许多公司已经开始使用这项新标准。我们期待有一天，制造商将在产品的外包装上标注EIA-639 lux等级，以便我们购买时到所需要的产品。 光的性质 Lux是一支的蜡烛产生的光亮的度量单位。像普通的家用灯泡一样，蜡烛发出的光亮朝四周均匀地辐射。当光源与物体间的距离增加，投射到物体上的光的数量就会减少。(Lux= 1/d2，“d” 表示物体与光源间的距离。) 同样数量的光投射到一个更大的表面上，周边的光线就越暗。如果将光源与物体的距离扩大一倍，则得到的并非一半的光亮，而只能得到四分之一。距离扩大三倍，则最多收到十六分之一的光亮。由此可知1米内10勒克司的光如何瞬间变成了1勒克司。 你选择的物体也将影响摄像机的收光能力。Lux是入射光即投射在物体上的光的数量单位。而摄像机捕捉并记录的是反射回来的光，即射到物体上又由物体反射给镜头的光。浅的、较易产生反射的物体表面比深的物体表面在低光照下拍摄出的效果要好。因为是100 lux的光照亮了物体，而非摄像机拍摄一个自身能发出100 lux光亮的物体。 光学元件 有些方法可提高低光照环境中摄像机的表现，改善影像的整体质量。如何选购摄像机总的来说，和依靠电子元件的摄像机相比，拥有出众光学元件的摄像机能带给你更为逼真的影像。采用出众光学元件，实际上是将更多的光聚到感光元件（CCD）上。 增加收光量的关键是镜头的大小，越大，收光越多。一台便携式摄像机37mm的镜头根本无法和Mauna Kea天文台Keck望远镜的10,000mm镜头相提并论。不过现代的便携式摄像机注重的显然还有便携性和方便性，因而不得不在镜头的尺寸上做一些让步。但镜头也只是个开始。 高档的光学摄像机配备了优质的镜头。高端的镜头不仅让更多的光线聚集到CCD上，还能过滤得到更纯净的光线，这是因为镜头本身若有缺陷和杂质将散射光线。好的镜头带来更锐利的影像，严格控制失真，彩也更为鲜艳。制造商已经注意到客户对于品质的高要求，正在积极相应。在镜头研发上还有欠缺的公司，开始将这部分外包给专业的光学镜头制造商，以求提高产品品质。 另一考虑因素是摄像机使用的CCD或芯片的数目。其它条件均相同时，3芯片优于单芯片。除成像芯片数增加外，3 CCD的摄像机拥有更高端的光学和电子元件。它利用棱镜将光分解为红、绿、蓝三原。光透过镜头进入棱镜，然后被分解并分别投射到三片相互独立的处理芯片上；蓝光到感应蓝的芯片，绿光到感应绿的芯片，红光到感应红的芯片。棱镜的处理过程细致精确，光线几乎不会损耗丢失。 而单芯片的摄像机利用条状滤光片将光线分解为三原。该滤光片不像棱镜，光线散射和丢失都不可避免，低光照环境下拍摄时，你需要尽可能多的光照。 电子技术的改进 单芯片的摄像机不具备在低光照环境下拍摄的能力。当光线不足时，摄像机只能拍摄下它所能捕捉的影像，再通过电子元件进行放大处理。这确是合理的策略，但最终的影像却差强人意，因为放大低光照环境下的信号不可避免地也同时增加了噪点杂讯。就像我们录音，若原音音量很低，回放时，只能勉强听到音乐声。若将回放音量调大或者放大信号，音乐确实更大声了，但“呲呲”的噪音也更响更明显了。 同样的事业发生在影像信号放大的过程中。摄像机会将在几乎黑暗的环境下感应到的信号放大，但伴随于此的是，你也会得到大量的影像杂讯，画面噪点多，几乎黑白。的确，你看到了想要看到的，但这决不会是你所期望的 再看lux等级时，请记住以上因素。摄像机标注为1 lux，是因为其优异的光学设计还是因为它的电子电路？只有放在一起比较，才会得到最真实的结果。你将发现，低光照环境中，光学摄像机的效果更胜一筹。当然，对于要求专业的监看设备，最好还是忘掉低照度吧，选择一套合适的照明设备更明智。 补充：漆黑一片 最近，伊拉克战争中，摄像人员常被迫在完全黑暗的环境下拍摄，因而我们在新闻中看到很多这样的影像资料。虽然画面质量不佳，毕竟了胜于无。看看他们是如何做到的： · 红外线——有绿带的影像通常是在仅有红外灯照射的情况下拍摄的。便携式摄像机可感应并录下红外线，但人眼却看不到。当有人隐蔽在暗处企图射击你时，这一点非常重要。有很多便携式摄像机都具备夜视拍摄功能，并且在漆黑时提供红外辅助照明。 · 低录影速度——另一选择就是降低录影速度，这有助于改善画面彩，但若每秒四张的速度（4fps），影像就极不连贯了。 |
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