1 光通量（φ）

1.1 定義:
 　 光源在單位時間內所發(fā)出的光之能量,稱為光通量,亦稱為光束（φ）

1.2 單位:流明（lm）

  一流明=一燭光（1cd）的光源在一立體弧度角內所發(fā)出的光通量。
  一燭光=每小時燃燒7.776克標準燭所發(fā)出的光.
  一流明也可以定義為:在空氣中波長為555nm,與1/683W輻射通量相等的光通量。

1.3 關系式

  φ=4 π I
  （1燭光=4 π 流明 = 12.56 流明）
  （1cd = 4 π lm = 12.56 lm）

2 光度（I）

2.1 定義:
  光源在某一方向單位立體角內所發(fā)出的光通量,稱為光度（I）。

2.2 單位:燭光（cd）

  一燭光=每小時燃燒7.776克標準燭所發(fā)出的光。

2.3 關系式

      I=dφ/dω
    ω為立體弧度角

 

             各種光源之光度與光束比較

        光源            光度I（cd）        光束ω（lm）
        太陽             3x10 ²7         4x10²8
        月亮             6x10 ¹5         8x10¹6
        40W白熾燈         40             500
        40W白色日光燈     250             3100
        40W水銀燈         100             1300


3 照度（E）

3.1 定義:
  被照體單位面積上所受的光通量

3.2 單位:
    •  勒克斯（lux）=流明/平方米
    •  幅透（phot）=流明/平方厘米
    •  米燭光:距離一燭光的光源一米處的點被照體表面上的照度。

3.3 關系式

    照度=光度/距離²

    E=I/r²
    r為光源到被照物表面的距離

3.4 公式

    E=dφ/dA
    dA為被照體單位面積

    當被照體傾斜,與光束成θ夾角時:

    E=dφcosθ/dA

3.5 照度的矢量特性
    照度具有矢量特性,遵循矢量法則。照度在垂直平面上的分矢量值,稱為垂直面照
度。照度在水平面上的分矢量,稱為水平面照度。在某點上，垂直面照度和水平
面照度的合成矢量值，稱為法線照度。

3.6 非平面照度
    除平面照度外,還有兩種與照明質量的主觀印象有關的非平面照度,它們是平均球
面照度和平均柱面照度。

    平均球面照度:指放置在某點上的一個無限小的球體表面上的平均照度,稱為該點
的平均球面照度,它的量值與方向無關,有時也稱之為標量照度。

假設一個點光源的光強值為I,某被照點與點光源的距離為d,則該點的平均球面照度:

        E=I/4d²

    平均柱面照度:指放置在某點上的一個無限小的圓柱體表面上的平均照度,稱為該
點的平均柱面照度,圓柱體軸線與入射光線要垂直,因此,它的量值與方向有關。

    假設一個點光源的光強值為I,某被照點與點光源的距離為d,入射光線與被照面的
夾角為&phi,則該點的平均柱面照度為:

        E=Isin φ/πd²

 

             各種光源之照度比較

        光源                         照度（lx）
        太陽光（直射）                 約10萬
        陰天（薄云）                   3-7萬
        雨天                         1-3萬
        陰暗天                       1-2萬
        月光（月圓）                   約0.2
        星光                         約0.0003
        燈光（辦公室）                 500-1000


4 亮度

4.1 定義:
  （1） 亮度（B）:光源每單位面積所發(fā)出的光通量。
  （2） 亮度（M）:被照物體每單位面積所反射出的光通量。

4.2 單位:郎伯（lambert）
      1郎伯=1流明/cm²

4.3 公式
      B=φ/S
      M=dφ/dA

4.4 反射系數(shù)（e）
被照物體亮度與照度之比為反射系數(shù)（e）。

      e=亮度M/照度E
      亮度M=ex照度E

5 輝度（L:Luminance）

5.1 定義:
  光源體在某一方向上,每單位透影面積上所發(fā)出的光度。

5.2 單位:
    •  尼都（nit）=燭光/平方米（1nt=1cd/m²）
    •  斯迪伯（stilb）=燭光/平方里米（1nt=1cd/cm²）

5.3 公式
    L=I/S    或L=dI/dS

5.4 關系式
   亮度（lm/m²）=πx輝度（cd/m²）
    M=F/S=4π I/S=πL

6 對比度（CONTRACT）

      C=（L1-L2）/L1
  其中L1為背景輝度,L2為視象物輝度