有关照度和亮度的单位

在英文中照度为为illuminancce，单位为lux( l x lx lx); 亮度luminance，单位为 c d / m 2 cd/m^2 cd/m2 其实在英文中这两个单词的意思是差不多的，怎么理解这两个单位呢？

照度：illuminance = incident light 射入的光线，一般衡量接收的光，比如环境光 亮度：luminance = light leave the source 衡量射出的光线，一般衡量光源的光，比如灯具的光

为了解释这两个单位，还需要引入两个基本光度学的单位 这里有一个光通量的概念，单位是流明lumen(lm)，这其实是一个与人眼特性有关的亮。即使是相同功率的光，人眼的亮度感知与光的波长有关。光通量流明定义的是555nm波长的光，人眼接受到 1 683 W \frac{1}{683}W 6831​W功率时感受的亮度，因此lumen定义的是一个感觉量。

但是国际基本单位制中，lumen并不是基本单位，光度学的基本单位是坎德拉candle(cd)，cd是光强度的单位, lumen由candle推导出来， 1 l m = 1 c d ⋅ 1 s r 1 lm = 1cd \cdot 1sr 1lm=1cd⋅1sr。 sr为立体角steradian的单位，表示半径为1的球表面上面积为1的部分对应的立体角， 因此半球面对应的立体角为 2 p i 2pi 2pi, 全球面对应的立体角为 4 p i 4pi 4pi。

再回到上面关于照度和亮度的话题。

照度: 1 l x = 1 l m m 2 1lx = 1\frac{lm}{m^2} 1lx=1m2lm​ 亮度: 1 c d / m 2 = 1 l m s r ⋅ m 2 1cd/m^2=1\frac{lm}{sr\cdot m^2} 1cd/m2=1sr⋅m2lm​

比如下图：矩形块接受的光通量都为1,矩形块面积为1，那么矩形块接受的照度都为1lx。

但是该矩形块对应的立体角不一样，前者立体角为1，后者立体角为1/2，因此后者的亮度是前者亮度的2倍。这也符合我们的直觉：如果从近处看的灯，和远处看的灯一样亮，肯定从远处看的灯的亮度更高。