La luminancia es una medida fotométrica de la intensidad luminosa por unidad de área de luz que viaja en una dirección determinada. [1] Describe la cantidad de luz que pasa, se emite o se refleja en un área particular y cae dentro de un ángulo sólido determinado .
El procedimiento de conversión de radiancia espectral a luminancia está estandarizado por la CIE y la ISO . [2]
Brillo es el término para la impresión subjetiva del estándar objetivo de medición de luminancia (consulte Objetividad (ciencia) § Objetividad en la medición para conocer la importancia de este contraste).
La unidad SI para luminancia es candela por metro cuadrado (cd/m 2 ). Un término no perteneciente al SI para la misma unidad es nit . La unidad en el sistema de unidades centímetro-gramo-segundo (CGS) (que es anterior al sistema SI) es el stilb , que equivale a una candela por centímetro cuadrado o 10 kcd/m 2 .
La luminancia se utiliza a menudo para caracterizar la emisión o reflexión de superficies planas y difusas . Los niveles de luminancia indican cuánta potencia luminosa podría detectar el ojo humano al observar una superficie particular desde un ángulo de visión particular . Por tanto, la luminancia es un indicador de cuán brillante aparecerá la superficie. En este caso, el ángulo sólido de interés es el ángulo sólido subtendido por la pupila del ojo .
La luminancia se utiliza en la industria del vídeo para caracterizar el brillo de las pantallas. Una pantalla de computadora típica emite entre50 y 300 cd/m 2 . El sol tiene una luminancia de aproximadamente1,6 × 10 9 cd/m 2 al mediodía. [3]
La luminancia es invariante en óptica geométrica . [4] Esto significa que para un sistema óptico ideal, la luminancia en la salida es la misma que la luminancia de entrada.
Para sistemas ópticos pasivos reales, la luminancia de salida es como máximo igual a la de entrada. Por ejemplo, si se utiliza una lente para formar una imagen que es más pequeña que el objeto fuente, la potencia luminosa se concentra en un área más pequeña, lo que significa que la iluminancia es mayor en la imagen. La luz en el plano de la imagen, sin embargo, llena un ángulo sólido más grande, por lo que la luminancia resulta ser la misma suponiendo que no hay pérdida en la lente. La imagen nunca puede ser "más brillante" que la fuente.
El daño a la retina puede ocurrir cuando el ojo se expone a una alta luminosidad. El daño puede ocurrir debido al calentamiento local de la retina. Los efectos fotoquímicos también pueden causar daños, especialmente en longitudes de onda cortas. [5]
La serie IEC 60825 brinda orientación sobre la seguridad relacionada con la exposición del ojo a láseres, que son fuentes de alta luminancia. La serie IEC 62471 brinda orientación para evaluar la seguridad fotobiológica de lámparas y sistemas de lámparas, incluidas las luminarias. Específicamente, especifica los límites de exposición, la técnica de medición de referencia y el esquema de clasificación para la evaluación y control de los peligros fotobiológicos provenientes de todas las fuentes de radiación óptica de banda ancha incoherentes alimentadas eléctricamente, incluidos los LED pero excluidos los láseres, en el rango de longitud de onda de200 nm a través3000 nm . Esta norma fue preparada como Norma CIE S 009:2002 por la Comisión Internacional de Iluminación.
Un medidor de luminancia es un dispositivo utilizado en fotometría que puede medir la luminancia en una dirección particular y con un ángulo sólido particular . Los dispositivos más simples miden la luminancia en una sola dirección, mientras que los medidores de luminancia de imágenes miden la luminancia de una manera similar a la forma en que una cámara digital graba imágenes en color. [6]
La luminancia de un punto específico de una fuente de luz, en una dirección específica, se define mediante la derivada parcial mixta
Si la luz viaja a través de un medio sin pérdidas, la luminancia no cambia a lo largo de un rayo de luz determinado . Cuando el rayo cruza una superficie arbitraria S , la luminancia viene dada por
De manera más general, la luminancia a lo largo de un rayo de luz se puede definir como
La luminancia de una superficie reflectante está relacionada con la iluminancia que recibe:
En el caso de un reflector perfectamente difuso (también llamado reflector lambertiano ), la luminancia es isotrópica, según la ley del coseno de Lambert . Entonces la relación es simplemente
Para la luminancia se han utilizado diversas unidades, además de la candela por metro cuadrado.
