【應用案例】佳能助力眩光及光污染評估領域積極發展

日期:2020-08-06

       日常生活里,城市的街道樓宇間布滿了各種各樣的發光裝飾品,夜晚燈火通明烘托了城市熱鬧的氛圍,但大量、集中的光源也容易產生眩光和光污染。人們常說的眩光及光污染主要是指由于視野中存在不適宜亮度分布、極端亮度對比等導致的眼睛不舒適等現象,它們普遍存在于日常生活中,對人的健康、動物生存甚至整個生態系統都有一定危害。長時間受到大量眩光及光污染影響,會導致人眼有不舒適感,進而造成視覺疲勞、近視眼。動物受此影響,會晝夜難分,活動能力、辨位能力等下降,甚至影響繁育。

       伴隨光源從無到有且逐漸變亮的發展進程,尤其是近年來發光二極管LED光源的使用,使得人們對于照明舒適、照明健康以及生態環境優質發展等各方面需求逐漸增多,眩光測量行業也應運而生并在近兩年快速發展。深圳華螢光電技術有限公司(以下簡稱“華螢光電”)是行業中起步較早、目前市場占有率及客戶認可度較高的企業,成立之初就專注于環境照明的現場眩光及光污染評估系統研發和生產。眩光及光污染評估系統通過對現場亮度分布的捕捉,搭載華螢光電自主研發的軟件,可對不同環境進行亮度、眩光、光污染評估,廣泛應用于辦公室、教室、體育館、道路等室內、室外不同照明環境的評估。其中,單反相機部分全部使用了佳能(中國)有限公司旗下EOS家族系列產品EOS 6D Mark II配合佳能*1魚眼變焦鏡頭EF 8-15mm f/4L USM,目前已完成行業眾多項目測量工作,廣受業界好評。
使用搭載佳能產品的眩光及光污染評估系統在道路場景中應用
華螢光電的眩光分析軟件對戶外環境進行亮度、眩光、光污染評估
(軟件處理先后對比圖)

積極推動眩光測量,大幅提升效率及準確度
       據了解,早在70多年前,行業就制定了最早的眩光測量標準,但早期沒有相應設備,只能結合所使用的燈具參數和現場環境空間參數,采用光學設計軟件,模擬計算出安裝后可能的眩光值作為判斷依據,因為環境參數只能簡化處理,所以這種仿真測量方式結果往往有偏差。隨著技術發展,2016年華螢光電眩光及光污染評估系統自動測量設備正式投入使用,并被廣泛應用于諸多場景。在國家大力倡導預防青少年近視,并積極頒布相關政策條令的大背景下,華螢光電眩光及光污染評估系統目前已協助完成廣州地區近1,500所學校的教室照明改造工作,各類檢測項目也已輻射到全國各地主要地區。同時,行業也在積極推動檢測設備的標準制定工作,憑借多年來積累的測量經驗以及評估系統穩定出色的表現,華螢光電作為企業代表,與其他6家政府單位共同制定眩光測量設備的檢定標準,這對推動眩光測量、眩光普及以及行業發展起到了積極作用。

眩光及光污染系統被應用于教室眩光評估測量(通過軟件查看的視角)

       華螢光電眩光及光污染評估系統主要應用于產品質量檢驗研究院、質量監督檢驗中心等第三方實驗室及部分燈具廠商對室內、室外不同照明環境的評估。據華螢光電總經理黃艷珊介紹:“通常情況下,施工方在完成照明工程安裝調試后,需要找有檢測資質的第三方實驗室,實驗室接到檢測任務后,派遣專業的檢測團隊攜設備到現場,按照相關標準進行測量并記錄,除了測量眩光外,還需要測量光照度、空間尺寸等,最終結合各項測量值出具報告,報告評估符合標準后才可以正式投入使用。除此之外,燈具廠商在第三方實驗室測量前也可以使用這套系統先進行測試,確保符合驗收標準,同時促進廠商優化產品和設計?!奔涯蹺OS 6D Mark II及魚眼變焦鏡頭EF 8-15mm f/4L USM在評估系統中承擔核心工作,將拍攝得到的測量現場的影像傳遞給由華螢光電自主研發的軟件系統,經過系統精確計算最終得出結果,全程無人為干預,大幅降低了人工誤差,使得測量結果更具參考性;整套系統穩定、易操作,精準的硬件、軟件設備相互配合,重復性較好,有效提升了測量效率。
佳能EOS 6D Mark II數碼單反相機

技術出色,穩定適配,為測量打下堅實基礎
       自眩光及光污染評估系統正式使用至今,華螢光電一直選擇使用佳能的設備,談及背后的原因,黃艷珊總經理表示:“選擇佳能首先是基于多年來的品牌效應,我們對佳能的品質和服務非常放心;最重要的還是佳能硬件本身的技術和表現力在應用中非常出色。一方面,我們整套評估系統正式使用前,會做大量測試工作,調整技術參數,對相機進行線性度、亮度標定,對傳感器的感光均勻度和鏡頭成像畸變進行校準,使得硬件與軟件能夠適配,進而確保測量準確性。另一方面,我們的測量需要模擬人的雙眼視角(120°),同時需要畫質穩定、清晰,這對傳感器和配置的鏡頭有很高要求,只有綜合條件滿足,才能配合我們準確完成眩光及光污染評估?!?


       佳能EOS 6D Mark II搭載了約2,620萬有效像素的全畫幅CMOS圖像感應器,進一步滿足了用戶對全畫幅機型的高像素需求,同時這枚圖像感應器有著出色的動態范圍表現力,從而實現優秀的細節表現。與其搭配的DIGIC 7影像處理器,可高效處理CMOS圖像感應器高速輸出的最高14位圖像信號數據,因此可兼顧高畫質還原與高速連拍性能。同時,EOS 6D Mark II的標準感光度范圍達到ISO 100-40,000的寬廣空間,最低可擴展到ISO 50,最高更可擴展到ISO 102,400,聚光率和信噪比的提高,不僅能滿足華螢光電對單反相機硬件技術測試且適配的需求,更能在隧道等夜間相對較暗的場景中發揮高像素優勢,使得捕捉到的畫面成像精細。在照明環境評估中,現場會受到諸多不同種類光源、光線干擾,為確保評估準確性,硬件設備需快速、準確對焦,采集優質圖像,盡可能還原現場真實環境。佳能EOS 6D Mark II同時配備了取景器拍攝下強效應對動態被攝體的全45點十字型自動對焦和實時顯示拍攝下自動對焦范圍廣的全像素雙核對焦(全像素雙核CMOS AF)雙自動對焦系統,兩個系統都采用了支持高速、高精度自動對焦的相差檢測方式,對焦范圍可覆蓋畫面約80%×80%的寬廣范圍,即使被拍攝物體在有效范圍的邊緣也能直接對焦,能很好地應對拍攝環境光線復雜、干擾源多的情況下對快速對焦和畫質的要求。佳能EOS 6D Mark II基于綜合技術優勢和佳能完善的服務體系,成為了華螢光電眩光及光污染評估系統得力搭檔。

       鏡頭方面,EF 8-15mm f/4L USM 魚眼變焦鏡頭搭配全畫幅機型,焦距8mm時可以在水平、垂直及對角線方向上都獲得約180°視角的圓周魚眼效果,焦距15mm時可獲得對角線方向上約180°視角的對角線魚眼效果,大大超過了人眼120°的視角,能確保最大范圍捕捉現場信息。EF 8-15mm f/4L USM 魚眼變焦鏡頭是佳能眾多相機產品線中代表高技術水準的L級鏡頭,使用UD鏡片和非球面鏡片,其低色散光學特性使鏡頭成像基本實現無色像差,從而提高鏡頭的成像品質,帶來鮮艷、細膩而銳利的成像表現,應用于眩光及光污染評估系統,可確保在室內、室外不同光線、環境中均能捕獲高畫質影像。作為超廣角魚眼鏡頭,其鏡片的曲率較高,但是采用了可抑制反射光發生的SWC亞波長結構鍍膜并且優化了鏡片配置,無論是在評估照明光源較多、光線雜亂的場景,還是在道路等照明強度高的夜景場景中,都能使眩光和鬼影得到很好的抑制,保證穩定拍攝的同時傳遞給軟件系統的畫面質量也是最佳水準。配合佳能EOS 6D Mark II可充分滿足系統配置及采集優質成像的需求,為測量打下了堅實基礎。
佳能魚眼變焦鏡頭EF 8-15mm f/4L USM
使用佳能魚眼變焦鏡頭EF 8-15mm f/4L USM拍攝的樣張,可滿足模擬人雙眼視角需求

輕量便攜,靈活可靠,應對多樣化應用場景
       除教室外,其他很多場合也會有眩光,例如體育場館眩光值高會影響到運動員的視線,對比賽造成影響,現場使用的攝影攝像裝備也會受到眩光源的干擾,影響現場拍攝和錄像的畫面質感;道路照明直接關系到人身安全,如果道路、隧道等場景眩光太強,會導致駕駛員視覺疲勞,甚至嚴重超標的眩光容易影響駕駛員視線導致交通事故,所以體育場館、道路以及很多室外場景對眩光測量也有硬性需求。能夠在眾多場景中靈活移動并在戶外多種環境條件下安全穩定工作,對眩光及光污染評估系統整體的便攜性、易操作性、可靠性等是很大考驗。


       操作及靈活性方面,佳能EOS 6D Mark II支持觸控的可旋轉液晶監視器,水平方向可旋轉約175°,垂直方向可旋轉約270°(向前約180°、 向后約90°),搭配可直觀、迅速變更設置的多個轉盤和專用按鈕,能夠很好地應對不同環境中的拍攝,當拍攝環境空間大小有限,需要超低、超高等特殊機位拍攝時,使用者也能以較舒適的姿勢直接調整液晶屏進行操作。同時,佳能EOS 6D Mark II提供了直觀的圖形化用戶界面,不僅可以顯示某一拍攝模式或功能的說明以及樣張效果,還可以快速檢索圖片以及進行批量處理操作,大大優化了用戶的相機界面操作感受,更加簡單、快捷、容易操作。便攜及可靠性方面,佳能EOS 6D Mark II擁有約765克的輕量機身,可以使用電池盒兼手柄BG-E21,不僅使豎拍時獲得與橫拍相同的操作感,還支持安裝兩塊容量為1865mAh的LP-E6N鋰電池,外出長時間拍攝時無需攜帶多塊電池更換,有效提升測量效率并增加了整套評估系統的便攜性與穩定性。EOS 6D Mark II除了在電池倉蓋、存儲卡插槽蓋的開閉處采用了密封材料外,還在轉盤旋轉軸等沒有使用密封材料的部分采用了高精密度的零件,以縮小零件之間的空隙,從而可抑制不經意間灰塵及水滴等侵入。EF 8-15mm f/4L USM 魚眼變焦鏡頭僅重約540克,作為經常在嚴酷條件下使用的L級鏡頭,不僅在鏡身多個部位也進行了密封處理,以實現鏡頭本身的防水滴防塵性,同時使用防污氟鍍膜,可以在維持光學透光性的同時,提高憎油性和憎水性,即使鏡頭表面有污垢也能在短時間內清除,不會影響拍攝,從而為整套系統增強了安全性。

       黃艷珊總經理強調:“眩光及光污染測量目前還是一個相對小眾的行業,贏得客戶信任和長期合作不容易,但正是因為佳能的硬件和我們自主研發的軟件產品結合,使整套系統在實用性、穩定性、準確性等方面都有很好地表現,進而使得我們在行業里取得了一定成績,我們還將繼續優化整套系統,未來在光污染更多領域的試驗值得期待?!?br />
       *1 為方便讀者理解,本文中佳能可指代:佳能(中國)有限公司,佳能股份有限公司,佳能品牌。
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