Capire la differenza tra ANSI Lumen
e LED Lumen

Per stabilire le caratteristiche tecniche di luminosità dei suoi proiettori, ViewSonic segue i metodi dell'ANSI (Istituto Americano di Normalizzazione) conformi alla normativa di settore; tuttavia, la sola luminosità ANSI non sempre riesce a fornire informazioni sufficienti a definire pienamente le prestazioni di luminosità dei proiettori di ultima generazione a elevata gamma cromatica con fonti di luce LED. Ciò è dovuto principalmente a quello che viene chiamato "effetto HK" (Helmholtz-Kohlrausch), che fa sì che gli osservatori percepiscano le immagini con una saturazione cromatica più alta come più luminose rispetto a quelle meno sature.

Consideriamo adesso due proiettori con la stessa luminosità misurata di ANSI lumen che sembrano però avere livelli di luminosità diversi. Per capire come ciò sia possibile, è necessario sapere che l'occhio umano è più sensibile a certe lunghezze d'onda della luce (fig.1) e che un qualsiasi proiettore con una fonte di luce che più si avvicina alla risposta alla luce dell'occhio umano avrà naturalmente una luminosità percepita maggiore.

La figura 1 di seguito aiuta a illustrare più chiaramente l'effetto Helmholtz-Kohlrausch. La maggior parte degli osservatori sarebbe portata ad affermare che i riquadri colorati sulla sinistra sono più luminosi di quelli in scala di grigio della fila centrale; in realtà, entrambe le file hanno lo stesso valore di luminosità ANSI lumen. Inoltre, potrebbe sembrare che i riquadri colorati sulla destra abbiano la stessa luminosità di quelli in scala di grigio; di fatto, la luminosità ANSI lumen dei quadrati colorati sulla destra è molto più bassa rispetto a quella dei quadrati grigi della fila centrale.


Figura 1. Luminosità misurata vs. Luminosità percepita
(immagine simulata per illustrare l'effetto HK)t)

Figura 2. Tentativi di illustrare come il livello di luminosità percepita varia da un colore all'altro

In questo piano cartesiano, l'asse delle ascisse mostra i singoli colori RGB che vanno a comporre la fonte di luce sul proiettore a LED. L'asse delle ordinate mette a confronto la luminosità dei colori delle colonne di sinistra e di destra della figura 1. Il rapporto di luminosità percepita è dato dalla differenza tra la luminosità percepita e la luminosità misurata, mentre il rapporto di luminosità percepita media è dato dalla differenza tra tutti i colori messi assieme. Entrambi i rapporti si possono calcolare usando la formula qui di seguito.

*il rapporto di luminosità percepita media pari a 2,4x è dato dai proiettori a LED ViewSonic; altri proiettori a LED potrebbero determinare risultati diversi

** Rapporto di luminosità = (Rosso 100% o Verde 100% o Blu 100% )
(Immagine rossa o Immagine verde o Immagine blu)
   
***Rapporto di luminosità percepita media = (Rosso 100%+Verde 100%+ Blu 100% )
(Immagine rossa + Immagine verde + Immagine blu)


Figura 2. Grandezza dell'effetto HK con le luci monocromatiche Rossa, Verde e Blu

Per osservazione, sappiamo che molti proiettori con fonte di luce a LED possiedono una luminosità percettibile maggiore rispetto a molti proiettori a lampada, anche in presenza di un medesimo valore misurato di ANSI lumen. Per capirne il motivo, facciamo nuovamente riferimento alla figura 1 e al fatto che i riquadri colorati sulla sinistra solo apparentemente sembrano essere più luminosi, perché l'occhio umano è più sensibile alla luce colorata a saturazione elevata, quindi in un proiettore a LED con colori più concentrati nelle lunghezze d'onda, questi saranno percepiti come più luminosi. Questo è il motivo per cui, per i suoi proiettori a LED di ultima generazione, ViewSonic si è impegnata a fornire sia il punteggio in termini di ANSI lumen che di LED lumen.

Stabilire la caratteristica tecnica tipica relativa ai LED lumen di un dato proiettore a LED richiede, innanzitutto, la selezione di un proiettore a lampada da usare come riferimento, che abbia una ruota cromatica RGBRGB. Le singole correnti R, G e B del proiettore a LED vengono quindi regolate fino a quando la luminosità percepita non corrisponde il più possibile a quella del proiettore a lampada di riferimento. A quel punto, si misurano un'altra volta gli ANSI lumen del proiettore a LED appena regolato e il rapporto tra queste due misurazioni viene moltiplicato per la misura di ANSI lumen del proiettore di riferimento, al fine di stabilire il punteggio di "LED lumen" equivalente.


Figura 3. Immagine campione di un proiettore a lampada da 2200 ANSI Lumen (RGBRGB, ViewSonic PX727-4K) a confronto con quella di un proiettore a LED da 900 ANSI Lumen (RGBB, ViewSonic X10-4K)

*I lumen del proiettore a LED da 900 ANSI Lumen sono stati ridotti da 1000 ANSI a 900 ANSI per corrispondere alla luminosità approssimativa del proiettore a lampada da 2200 ANSI Lumen, mantenendo lo stesso rapporto di luminosità percepita media pari a 2,4x

Oltre a una maggiore luminosità percepita, i proiettori con fonte di luce a LED tendono anche ad avere un'efficienza luminosa più alta, che si traduce in un minor spreco di energia, maggiore efficienza energetica, maggiore produzione luminosa percepita, gamma cromatica più ampia e qualità dell'immagine eccezionale; tutto ciò fa dei proiettori a LED ViewSonic di ultima generazione una soluzione realmente valida.

Bibliografia

1) E. Fred Schubert – Light Emitting Diodes 3rd Edition (E. Fred Schubert, New York, 2018)
2) Wyszecki G. e Stiles W. S. Color Science – Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae 3rd edition (John Wiley and Sons, New York, 2000)
3) Mike Wood – Lightness- The Helmholtz-Kohlrausch effect (Out of Wood, Summer 2012)

Disclaimer

Il presente libro bianco è da intendersi a puro scopo informativo e di dibattito. Le informazioni e le caratteristiche tecniche in esso contenute sono soggette a modifica senza preavviso. Copyright 2019 ViewSonic Corp. Tutti i diritti riservati.

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