1、问题背景

在我们平常的工作当中，经常都会使用照度计去测量当前场景的照度和色温，但测量时照度计具体该放在什么位置呢？

是和被测物体表面平行放置，还是和摄像头镜头位置平齐放置呢？本文将从照度、色温的概念出发，去具体解释一下这个问题。

2、问题分析

1）什么是照度

可以看上图，各种光参数的关系图，概括一下就是：

灯泡发出的，所有方向光的数量，光通量（单位：流明，lm），

在某一方向以一定的强度，光强（单位：坎德拉，cd），

入射到物体的表面上， 该表面上每单位面积接收到的光通量，照度（单位：流明每平方米，勒克斯，lx），

被照物体反射的光进入人眼，反射光强与人眼所见到的光源面积的比值，亮度（单位：坎德拉每平方米，cd/m²）。

关于流明、坎德拉、勒克斯、亮度如何有个量化的指标，易于理解呢？

可以类比一下烛光， 指的是蜡烛发出的光强度，1烛光约等于1坎德拉，换算过程如下：

a、坎德拉（cd）

如果你站在离蜡烛一米远的地方，蜡烛在你这个方向上发出的光强就是1坎德拉，即1烛光 = 1坎德拉；

b、流明（lm）

假设蜡烛的光在各个方向上均匀发散，蜡烛的光强为1坎德拉，整个球面有4π球面度（立体角）。

那么蜡烛的总光通量（即它发出的所有光）大约为：1坎德拉×4π≈12.57流明

c、勒克斯（lx） 

假设我们想知道距离蜡烛1米处的照度。我们假设光在这个距离上均匀分布在一个半径为1米的球面上。

球面面积为4πm²，因此照度 = 光通量 / 球面面积 ≈ 12.57流明/ (4πm²) ≈ 1勒克斯

d、亮度（cd/m²）

假设蜡烛发出的光照在一个小的反射面上，假设该表面是1平方米，反射的光强为1坎德拉，

那么该表面的亮度就是，1坎德拉/1平方米 = 1cd/m²，如果面积减小到0.5平方米，亮度会增加，1坎德拉/0.5平方米= 2cd/m²

2）什么是色温

色温的概念起源于物体被加热至不同温度，会表现出相应的不同颜色。

色温是表示光线中包含颜色成分的一个计量单位。从理论上讲，色温是指绝对黑体从绝对零度(-273℃)开始加温后所呈现的颜色。

黑体在受热后．逐渐由黑变红，转黄，发白，最后发出蓝色光。当加热到一定的温度．黑体发出的光所含的光谱成分．就称为这一温度下的色温，计量单位为“K”(开尔文)。

如果某一光源发出的光，与某一温度下黑体发出的光所含的光谱成分相同，即称为某K色温。

如100W灯泡发出光的颜色，与绝对黑体在2527 ℃时的颜色相同，那么这只灯泡发出的光的色温就是：

2527 ℃+ 273 ℃=2800K （0K = -273°C）。

色温越低，颜色偏红，画面显得越暖。色温越高，颜色偏蓝，画面显得越冷。

所谓绝对黑体，就是指一种物体，它能够在任何温度下将辐射到它表面上的任何波长的能量全部吸收。

3）如何测量场景的照度和色温？？

照度计和被测物体表面平行放置时，能保证光源照射到物体表面和照度计传感器表面方向及距离相同，此时测出的照度和色温，就是被照物体的照度和色温。

而和Camera镜头位置平齐放置时，测出的是直接进入camera光线的照度和色温，测量位置不同，测出的结果会有所差异。

所以首先要明确， 在使用照度计测量场景的照度和色温时，我们是要测量场景整体的光环境，还是特定物体的光照情况。

a、测量场景整体光环境

如果目的是测量整个场景的平均光照情况或整体的色温，那么照度计应放置在摄像头镜头的位置，并且传感器朝向与摄像头的方向一致。

这种放置方式能够模拟摄像头所“看到”的光照和色温环境，帮助评估场景中拍摄或观察时的光线情况，适用于摄影、摄像、室内光环境评估。

b、测量特定物体的光照情况

如果是想测量某个物体表面的照度和色温，那么照度计应放置在被测物体表面附近，并且传感器部分垂直于物体表面。

这种方式可以测量该物体表面实际接收到的光照情况。

在我们实际工作中，拍raw图做calibration，拍jpg图导入imatest工具分析，都是基于特定物体来做的。

参考资料：

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3ODE2NTEwMA%3D%3D&mid=217730226&idx=1&sn=c00b282409a603847ba5c38174e75e4f&scene=45#wechat_redirect