В чем разница между светодиодным и обычным освещением?

Question

Есть ли разница в светодиодном освещении по сравнению с лампами накаливания или любым другим освещением? Кто-то сказал, что светодиодный свет не обладает полным спектром света. Это проблема?

Answer 1

Это определенно может быть проблемой, особенно если речь идет о белых светодиодах. Белые светодиодные фонари, по крайней мере, более высокого качества, дают достаточно красного, зеленого и синего света, чтобы работать достаточно хорошо для большинства камер. Результаты могут быть не такими идеальными, как источник света с более полным спектром, но обычно вы можете подобраться довольно близко. Типичные высококачественные белые светодиоды производят более сильный синий канал, чем красный или зеленый. Красный обычно сильнее зеленого на длинах волн, к которым многие камеры наиболее чувствительны к красному и зеленому соответственно. В зависимости от точных цветов фильтра на маске Байера вашей камеры, вам, вероятно, придется оттянуть синий и усилить зеленый, чтобы цвета выглядели более естественными.

Проблема заключается в том, что не все белые светодиодные лампы дают достаточно красного и / или особенно зеленого света в той части каждого из этих диапазонов, к которой цифровые камеры наиболее чувствительны. В этом случае возникает проблема, если вы хотите удалить цветовые оттенки, которые были на сцене при постобработке ваших изображений.

Съемка при традиционных лампах накаливания с цветовым оттенком представляет меньшую проблему, потому что даже когда они имеют сильный цветовой оттенок, они обычно излучают, по крайней мере, немного света в большей части видимого спектра. Предполагая, что вы снимаете необработанные файлы, вы можете отрегулировать кривую цветового отклика перед преобразованием необработанного файла и исправить цветовой оттенок так, чтобы все выглядело как фактический цвет.

Цветные светодиодные фонари отличаются. Красные светодиодные фонари излучают очень мало света, кроме узкой красной полосы. Синие светодиодные фонари излучают очень мало света, кроме узкой синей полосы. Зеленые светодиодные фонари немного лучше, но они по-прежнему в основном излучают узкую полосу зеленого света.

Если у вас есть все три цвета светодиодных ламп, упомянутых выше, то вы обычно можете настроить кривую цветовой характеристики в посте, чтобы свет выглядел естественно. Но если у вас есть только один или два, будут цвета, которые вы не сможете извлечь из необработанных данных независимо от того, что вы делаете. Опять же, это особенно актуально, когда зеленый является наиболее дефицитным. Помните, что ваша камера, как и ваши глаза, наиболее чувствительна к зеленому свету. Половина пиксельных лунок типичной цифровой камеры фильтруется на зеленый свет. Когда в сцене очень мало света, включающего зеленые волны, чувствительность сенсора вашей камеры фактически уменьшается вдвое!

О том, как это работает практически в конкретной ситуации, см. этот ответ до Вспышка синего / красного света, из-за которой фотографии выглядят не сфокусированными

Answer 2

Реальный ответ: 'зависит' .

Белый светодиод обычно состоит из люминофора (реагирующего с излучением чипа), наслоенного на диод (например, GaN, который излучает фиолетовый свет 405 нм), поэтому они белые. Люминофор активируется светом от чипа и излучает свет другой длины волны, поэтому в смеси различного цвета для получения белого.

Длина волны белого светодиода показана ниже (взято из Википедии):

Длина волны, которая может восприниматься нормальными трихорматическими глазами, показана ниже:

Как вы можете ясно видеть, белый светодиод уже покрыл большую часть спектра, оставляя непокрытым только волну с длиной волны около 400 нм. Другая проблема может заключаться в неравномерной яркости на длине волны, что означает, что даже если свет выглядит белым, объект имеет тенденцию иметь неестественный сине-зеленый оттенок, как показано в этом видео . Технический термин для этого называется низкий CRI .

Также яркость такого светодиода несколько пострадает из-за присущей проблемы Стокса сдвига . Производители вложили средства в улучшение системы GaN, как показано ниже.

Появились многочисленные технологии для светодиодов, но их доступность на рынке в действительности не известна.

Тогда что вы скажете о лампочке?

Ну, флуоресцентный свет работает по основному принципу, как светодиод, а это значит, что они также могут иметь низкий CRI, хотя и намного ярче.

То, что вы сравниваете, я полагаю, это галогенное освещение накаливания. Галогенные лампы имеют два основных недостатка: они очень горячие и неэффективны. Свет, который они производят, имеет прекрасный CRI (если не сказать лучший), но определенно один из самых сильных (галогенные лампы на автомобиле, кто-нибудь?).

---- Редактировать ---- Я упоминал плазменное освещение? Они довольно эффективны и имеют очень хороший CRI. Это потому, что они в основном нагревают газы (аргон / неон или более) в плазму и превращают их в излучатель черного тела.

Ищите их.

Answer 3

Другое отличие: пульсирующие артефакты при использовании для освещения сцены.

Матрицы светодиодов тускнеют / окрашиваются, будучи импульсными на полной мощности, а не работают непрерывно на частичной мощности.

Хотя это также, как работают современные вольфрамовые диммеры, вольфрамовые (и люминофоры на основе люминофора) имеют тенденцию излучать свет, который является средним от входной мощности. Композитные светодиоды RGB в сценическом освещении имеют яркий световой поток, точно следуя входной мощности.

Низкочастотное светодиодное сценическое освещение, которое я испытал [испытанный цикл на частоте около 240 Гц. При значении скорости затвора, значительно превышающей 1/250, могут наблюдаться странные полосы. Кроме того, при более низких скоростях затвора вы получаете стробоскоп, в котором вы могли бы получить плавное размытие под вольфрамом - например, быстро движущиеся барабанные палочки.

Answer 4

«Белые» светодиодные фонари обычно имеют дополнительную дозу синего цвета по сравнению с другими обычными источниками белого света. Мое собственное светодиодное освещение требует постобработки для получения правильного баланса белого, потому что даже «предустановленный» баланс белого в камере (откалиброванный с помощью серой карты) не обеспечивает достаточной коррекции, чтобы нейтрализовать чрезмерный синий цвет.

Постобработка может полностью скорректировать баланс белого с помощью двухэтапного подхода (1) высокой цветовой температуры около 10000K с последующим (2) снижением только синего канала. У меня есть несколько примеров здесь: https://www.photoartfromscience.com/single-post/2017/09/09/How-to-Correct-an-LED-%E2%80%9CWhite%E2%80%9D-Light-Source

Я бы также порекомендовал вам снимать в формате RAW, чтобы получить максимальную настраиваемость при постобработке.