휘도와 명도

특정 방향으로부터 단위 입체각당 단위 투영 면적에 대해 점광원에서 방출되는 복사 유량을 빛 세기라고 합니다.
빛 세기는 Le,λ로 표시되며, 이는 투영 면적 As와 입체각 ωs에 대한 복사 유량의 이중 도함수와 같습니다.

여기서, ÆŸ는 요소의 법선과 주어진 방향 사이의 각도입니다.
dAs는 요소 면적이고 dωs는 주어진 방향을 포함하는 요소 입체각입니다.
빛 세기의 단위는 W/sr-m2입니다.

광도 측정량의 경우, 빛 세기는 밝기로 불립니다.
우리는 변환 방정식을 사용하여 빛 세기로부터 밝기를 얻을 수 있습니다.

여기서, Km는 최대 스펙트럼 광효율이라고 불리는 상수이며, 그 값은 683 lm/W입니다.

따라서 밝기는 특정 방향에 수직인 단위 투영 면적 당 단위 입체각 당 점광원에서 방사되는 빛의 유량입니다.
밝기는 다음과 같이 표시됩니다

밝기의 단위는 Lm/sr-m2 또는 Cd/m2입니다.
만약 빛 세기와 밝기의 보존을 분석하면, 소스에서의 빛 세기와 밝기, 그리고 검출기에서의 빛 세기와 밝기가 동일하다는 것을 알 수 있습니다. 즉,

이는 에너지가 소스와 검출기 사이에서 전파되는 매체에서 복사가 얻어지거나 잃어지지 않는다고 가정할 때, Φs = ΦD이어야 함을 의미합니다.
밝기는 시스템에서 보존되는 양입니다.
소스에서와 검출기에서의 밝기는 동일합니다.
밝기는 소스량이나 검출기량이 아닙니다.
밝기는 소스와 검출기를 연결하는 빔의 순수한 기하학적인 양입니다. 렌즈나 다른 광학 장치가 있는 경우에도 밝기의 보존은 사실입니다.

밝기와 빛의 유량 간의 기본 관계는 다음과 같습니다,
Φ = LG,
G는 스테라디안 단위의 기하학적 각도입니다.

밝기는 빛 세기입니다

어떤 광학 시스템에서도 밝기를 증가시키거나 감소시킬 수 없습니다. 시스템은 빛의 유량을 재배치할 수 있을 뿐입니다. 책의 한 페이지가 특정 밝기를 가진다고 가정해봅시다. 그러면 다음 방정식을 따를 수 있습니다,

여기서, ER는 우리의 망막으로 다시 방향을 바꾸는 책 위의 조도입니다. 이 방정식은 우리의 눈이 밝기를 망막의 조도로 변환한다는 것을 의미합니다. 모든 다른 검출기도 망막과 같은 일을 합니다. 망막은 복사장의 유량 밀도, 즉 조도에 반응합니다. 밝기의 주요 생리적 감각은 우리가 보고 있는 소스의 밝성과 관련이 있습니다.
빛 세기와 밝기는 다음과 같은 관계가 있습니다

여기서, Km는 최대 스펙트럼 광효율이라고 불리는 상수이며, 그 값은 683 lm/W입니다.
Lv 는 cd/m2 단위로 측정된 밝기이고 Le,λ는 W/m2-sr 단위로 측정된 빛 세기입니다.

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