wahrnembare Helligkeitsabstufungen?

[2000wolf]

Hallo zusammen,

wir lesen hier immer wieder von usern, dass sie enttäuscht sind, weil sie mehr "Helligkeit" von ihrem neuesten ANSI-Lumen-Monster erwartet hätten... obwohl das neue Teil beispielsweise 3mal mehr Lumen liefert als die alten Lampen.

Meine (Selbst-) Diagnose: Das subjektive Helligkeitsempfinden ist leider nicht linear. Die 700 lm meiner catapult bei high sind zwar heftig, aber im Vgl. zu den 170 lm bei low auch nicht "soooo dolle"...

Meint Ihr es ist möglich, dass wir die unterschiedlichen Reflektorformen und LEDs abstrahieren und eine näherungsweise Tabelle entwickeln, aus der man beispielsweise entnehmen kann, dass eine TL, die "doppelt so hell" wie eine 200 lm TL leuchtet, dann ungefähr auch 700-800 lm haben muss?
(alle Werte rein fiktiv!)

=> Was haltet ihr von meiner Idee?

 

[Bierbauch_Baer]

Das Auge ist das hauptproblem bei der Helligkeitserkennung, es macht ähnlich wie eine Kamera ohne Manuelle Belichtungs/Blendeneinstellung die Pupille zu.

Bei sehr starken Lampen kann man den Effekt sogar beobachten. man schaltet nen Thrower gegen die Wand aus ca. 50 cm Abstand ein, innerhalb einer Sekunde wird der Grelle Spot für das Auge merkbar dunkler, wobei beim Luxmeter der wert sich nicht ändert. von daher ist das Auge der ausschlaggebende Punkt.

Auch die Reichweite der Lampe kann nur schwer eingeschätzt werden da man sich häufig bei Nacht schon mit den Spill blendet.......

 

[Xyored1965]

Das Helligkeitsempfinden ist wie das Hörempfinden nicht linerar, sondern in etwa logaritmish aufgebaut, so dass :
Nicht 200 Lumen doppelt so hell wahrgenommen werden wie 100 Lumen
Sondern etwa 100 Lumen doppelt so hell wie 10 Lumen (oder 1000 Lumen dopplet so hell wie 100 Lumen, respektive 1000 Lumen 4x so hell wie 10 Lumen)

Das aber auch eine wage Erklärung die nur annähernd zutrifft da es soweit mir bekannt kein genau linearer 10'er Logarithmus ist ... respektive weitere Einflüsse eine Rolle spielen ...

Freundliche Grüsse,
Serge

 

[Lumenhunter]

Ich dachte, ich hätte mal irgendwo was gelesen, dass es eine Vervierfachung der Lumenzahl braucht, damit die wahrgenommene Helligkeit sich verdoppelt?
Dann wären es aber z.B. nur 400 Lumen, damit es doppelt so hell wahrgenommen wird wie 100 Lumen.

 

[Lichtinsdunkel]

Ich dachte, ich hätte mal irgendwo was gelesen, dass es eine Vervierfachung der Lumenzahl braucht, damit die wahrgenommene Helligkeit sich verdoppelt?
Dann wären es aber z.B. nur 400 Lumen, damit es doppelt so hell wahrgenommen wird wie 100 Lumen.

Das ist auch die mir bekannte "Definition". Dafür, ob das auch stimmt, kann ich aber keine Garantie geben. Es gibt aber eine Berechnungsformel dafür. Wer die kennt, hat in der Schule auf jeden Fall besser aufgepasst als ich.

Gruß
Walter

 

[2000wolf]

Hmmm... einen logarithmischen Zusammenhang hatte ich befürchtet.

So gesehen spielen die "High/Max/Turbo-Lumen" eine wesentlich geringere Rolle, ausser dass sie die Akkus deutlich schneller leer saugen...

Dann werde ich, wenn ich glaube, eine noch hellere TL zu benötigen, eher auf die ANSI-Lumen der jeweils zweithellsten Stufe achten.

 

[JAG]

Experimentalphysik 2: Elektrizität ... - Google Bücher

"Die Stärke unserer Lichtempfindung ist proportional zum Logarithmus der einfallenden Lichtintensität..."

 

[Lumenhunter]

Irgendwie lässt sich das auf grund der Stevensschen Potenzfunktion berechnen.

Ich würde jetzt aber lügen, wenn ich behaupten würde, dass ich das schnalle.

Das Rechenbeispiel, was ich hier zuerst aufführte, habe ich wieder gelöscht, da es offenbar doch nicht gestimmt hat.

 

[cuxhavener]

...Die 1000 Lumen Lampe erscheint also nur 1.7 mal heller als die 200 Lumen Lampe

Das kann ich aus meiner optischen Helligkeitswahrnehmung so nicht bestätigen.
Der Helligkeitsunterscheid von 200 zu 800 Lumen erscheint meinem Auge bereits deutlich mehr als doppelt so hell.
Vielleicht liegt das aber auch nur daran, dass ich "Flashaholicaugen" habe

 

[Lumenhunter]

Das kann ich aus meiner optischen Helligkeitswahrnehmung so nicht bestätigen.
Der Helligkeitsunterscheid von 200 zu 800 Lumen erscheint meinem Auge bereits deutlich mehr als doppelt so hell.
Vielleicht liegt das aber auch nur daran, dass ich "Flashaholicaugen" habe

Da hast du wohl recht. Daher habe ich die Berechnung schon wieder gelöscht. Offenbar funktioniert die Formel mit Lumen nicht, da dabei neben der Lichtstärke (cd) auch der Raumwinkel (sr) berücksichtigt wird.

 

[cuxhavener]

Ich habe den Eindruck, dass das Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges sehr stark von der Eigenblendung abhängig ist und mit zunehmender Entfernung des angeleuchteten Objektes, das Helligkeitsempfinden des Auges sich immer mehr der realen Helligkeitssteigerung annähert, da die Eigenblendung dann geringer wird.
Eine Lampe, die 50cm vor den Augen an einer weißen Wand nur etwas heller als eine andere Lampe erscheint, kann dann auf die Entfernung gesehen, durchaus schon doppelt so hell erscheinen.

Demzufolge ist es nicht möglich für das Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges von dem abgestrahlten Licht einer Taschenlampe eine allgemeingültige Formel zu erstellen.

Für völlig diffus abgestrahltes Licht wie z.B. dem Sonnenlicht, mag das wieder anders sein, da dann immer ein prozentual gleicher Anteil von Licht in das Auge einfällt.

Dies alles ist natürlich nur mein persönlicher Eindruck zum Helligkeitsempfinden und kann von jedem anders gesehen werden.

Ergänzung:
Dass die empfundene Helligkeitssteigerung auf Beamshots etwa der realen Helligkeitssteigerung entspricht, liegt demzufolge daran, dass der PC Monitor nicht in der Lage ist, das menschliche Auge nennenswert zu blenden.

Gruß
Klaus

 

[lightbeam]

Das Auge ist das hauptproblem bei der Helligkeitserkennung, es macht ähnlich wie eine Kamera ohne Manuelle Belichtungs/Blendeneinstellung die Pupille zu.

Bei sehr starken Lampen kann man den Effekt sogar beobachten. man schaltet nen Thrower gegen die Wand aus ca. 50 cm Abstand ein, innerhalb einer Sekunde wird der Grelle Spot für das Auge merkbar dunkler, wobei beim Luxmeter der wert sich nicht ändert. von daher ist das Auge der ausschlaggebende Punkt.

Auch die Reichweite der Lampe kann nur schwer eingeschätzt werden da man sich häufig bei Nacht schon mit den Spill blendet.......[/QUOTE

Die Eigenblendung mit dem Spill ist mir bei Verwendung der TK40 (grosser Spillbereich) auch schon des Öfteren aufgefallen.
Ebenso beim Schalten durch die Modes, dass eine grössere Helligkeit bis zu einem gewissen Grad durch die Augen wieder ausgeglichen wird.

 

[migell]

So weit ich mich noch an die Berufsschule erinnern kann stimmt das mit dem Faktor 4x.
Das war aber mit lux 1m und dem Abstand auf 2m.

Wenn 100 Lux auf einen meter ankommen und man auf 2 meter die gleiche Lux haben möchte, benötigt man die vierfache Leistung. Also 400.

 

[cuxhavener]

So weit ich mich noch an die Berufsschule erinnern kann stimmt das mit dem Faktor 4x.
Das war aber mit lux 1m und dem Abstand auf 2m.

Wenn 100 Lux auf einen meter ankommen und man auf 2 meter die gleiche Lux haben möchte, benötigt man die vierfache Leistung. Also 400.

Auf doppelter Entfernung wird auch die 4fache Fläche beleuchtet, daher braucht man auch die 4fache Helligkeit, das hat aber nichts mit dem Helligkeitsempfinden zu tun.

 

[mettwurst02]

Dann sind wohl die "paar" Lumen mehr, die die R-Typen der neuen LED-Generation gegenüber den Q-Typen haben, von der Helligkeit her nicht weiter erwähnenswert?
Würde deswegen Interesse halber gerne mal meine LD20 Q5 mit den R-Typen der LD20 bei absoluter Dunkelheit vergleichen, auch was die Reichweite betrifft. Scheitert aber an der praktischen Umsetzung, weil ich keine weiteren Lampen dieses Typs besitze.

 

[SixP]

Dann sind wohl die "paar" Lumen mehr, die die R-Typen der neuen LED-Generation gegenüber den Q-Typen haben, von der Helligkeit her nicht weiter erwähnenswert?[..].

Sind aber effizienter.
Gleiche Strommenge=mehr Licht <-> Gleiche Lichtmenge=weniger Strom-/Akkuverbrauch
Und weniger Wärmeentwicklung

Zu unterscheiden wäre auch die Emitterfläche:
Q4,Q5, R2 = XR-E < R5, S2 = XP-G < T6 =XM-L
Bei gleichem Reflektor:
Kleiner Spot -> mittel großer Spot -> großer Spot

 

[Duglum]

Eher umgekehrt. Aufgrund des großen Abstrahlwinkels bzw. der weiten Verteilung des Lichts braucht ein anständiger Flooder eine enorme Helligkeit/Lumen-Leistung um auch real hell zu wirken. Bei Throwern dagegen erreicht man durch die starke Bündelung des Lichts auch schon mit kleineren Lumen-Werten akzeptable Leistung und/oder Reichweite.

 

[Combative]

Generell lässt sich also wohl sagen, dass je mehr Lumen eine Lampe hat, diese besser als Flooder konzipiert sein sollte.

Eher umgekehrt. Aufgrund des großen Abstrahlwinkels bzw. der weiten Verteilung des Lichts braucht ein anständiger Flooder eine enorme Helligkeit/Lumen-Leistung um auch real hell zu wirken. Bei Throwern dagegen erreicht man durch die starke Bündelung des Lichts auch schon mit kleineren Lumen-Werten akzeptable Leistung und/oder Reichweite.

Hört sich für mich gleich an .

Thrower = stärkere Bündelung, weniger Lumen
Flooder = geringe Bündelung, mehr Lumen

 

[Duglum]

Hört sich für mich gleich an .

Ist es aber nicht.
Die erste Aussage implizierte dass eine Lampe mit hoher Lumenleistung generell eher ein Flooder werden sollte, ich habe dagegen gesagt dass ein dedizierter Flooder einfach eine gewisse Lumenleistung braucht um seine Rolle effektiv ausfüllen zu können. Bei einem reinen Thrower erreicht man hohe Lux-Werte, und damit Reichweite, durch die starke Bündelung auch schon mit relativ wenig Lumen.

Aber so weltbewegend wichtig ist das jetzt auch nicht.

 

[SixP]

Häh...?
Steh ich jetzt irgendwie auf dem Schlauch, oder sagt ihr im Grunde nicht alle das gleiche

 

[Lichtinsdunkel]

Dann sind wohl die "paar" Lumen mehr, die die R-Typen der neuen LED-Generation gegenüber den Q-Typen haben, von der Helligkeit her nicht weiter erwähnenswert?
Würde deswegen Interesse halber gerne mal meine LD20 Q5 mit den R-Typen der LD20 bei absoluter Dunkelheit vergleichen, auch was die Reichweite betrifft. Scheitert aber an der praktischen Umsetzung, weil ich keine weiteren Lampen dieses Typs besitze.

Schau mal hier. Da findest du unter anderem auch ein paar Beamshots an der weißen Wand und natürlich auch draußen.
Durch die kleinere Fläche der XR-E-Q5-LED erzielt die Lampe natürlich eine höhere Reichweite als mit der XP-G-R4-LED.

Generell werden wir bei zwei gleich hellen Lampen immer die mit dem stärkeren Throw-Charakter als heller empfinden, was schlicht und einfach an der Bündelung des Lichtstrahls liegt. Bei den beiden LD20-Modellen fällt das nicht so extrem auf, aber ich habe als extremen Vergleich mal zwei Beamshots angehängt. Der erste stammt von der LD20, der zweite von einer Zebralight H60. Bei beiden Lampen wurde eine Cree XR-E-Q5-LED verbaut. Die LD20 ist mit 180 Lumen angegeben, die Zebralight mit 190. Aber aufgrund der Tatsache, dass bei der Zebralight kein Reflektor verbaut wurde, wirkt sie erheblich dunkler, da das Licht in keinster Weise gebündelt wird.

Gruß
Walter

 

[fotomacher]

So weit ich mich noch an die Berufsschule erinnern kann stimmt das mit dem Faktor 4x.
Das war aber mit lux 1m und dem Abstand auf 2m.

Wenn 100 Lux auf einen meter ankommen und man auf 2 meter die gleiche Lux haben möchte, benötigt man die vierfache Leistung. Also 400.

In der Fotografie ist es auch so, stelle ich meinen Blitz 1m weiter nach hinten, kommt vorne nur noch 1/4 an Licht an.

So könnte man doch auch ein relativ einfaches Fotoexperiment machen.
Ein Objekt mit einer TL beleuchten und fotografieren. Die Belichtungsmessung der Cam auf Spot und natürlich Zeitautomatik (A)

Das Stativ mit der TL 1 Meter vom Objekt entfernen und wieder fotografieren.
Die Cam muß dabei auf Zeitautomatik stehen, die Belichtungszeit sollte sich dann deutlich unterscheiden....denke ich

 

[2000wolf]

Ist ein sehr interessanter Thread geworden!
Danke Euch!


Ich ziehe mal ein kurzes Fazit, so wie ich alle Beiträge interpretiere:

Auch wenn eine Lampe 10-25% mehr ANSI Lumen hat, dann ist das praktisch kaum wahrnehmbar. Wichtiger als die Unterschiede der Lumen-Werte sind die Unterschiede hinsichtlich Gestaltung / Oberflächenstruktur des jeweiligen Reflektors.

 

[realive]

Ist ein sehr interessanter Thread geworden!
Danke Euch!


Ich ziehe mal ein kurzes Fazit, so wie ich alle Beiträge interpretiere:

Auch wenn eine Lampe 10-25% mehr ANSI Lumen hat, dann ist das praktisch kaum wahrnehmbar. Wichtiger als die Unterschiede der Lumen-Werte sind die Unterschiede hinsichtlich Gestaltung / Oberflächenstruktur des jeweiligen Reflektors.

Ganz klar JA!

Der Hauptverwendungsbereich einer Lampe wird durch den Beamcharakter festgelegt.
Die Lumenzahl ist nur für die Einordnung in eine Leistungsklasse interessant.
Ein 250 Lumen Thrower kann auf den Menschen heller als ein 400 Lumen Flooder wirken!

 

[mettwurst02]

Hallo Walter,

besten Dank für deine Mühe und der äußerst ausführlichen Antwort!

Gab/gibt es denn bei der Q5-Version zwei verschiedene Bodys? Der von meiner Q5 ist der gleiche wie von der abgebildeten R4.

Gruß Tom

 

[Lichtinsdunkel]

Hallo Walter,

besten Dank für deine Mühe und der äußerst ausführlichen Antwort!

Gab/gibt es denn bei der Q5-Version zwei verschiedene Bodys? Der von meiner Q5 ist der gleiche wie von der abgebildeten R4.

Gruß Tom

Zwei verschiedene Bodys gibt es. Das Design wurde bei der R4-Version leicht verändert, wie auch auf den Bildern zu sehen ist. Dass du eine "alte" LED Cree (XR-E Q5) in einem neuen Gehäuse (für Cree XP-G-R4) hast, wundert mich allerdings. Bist du sicher, dass es wirklich eine XR-E-LED ist?

Der gravierendere Unterschied ist allerdings nicht das Design, sondern die Tatsache, dass die alte und die neue Version untereinander nicht mehr kompatibel sind (wie bei der LD10 auch), da die Gewinde geändert wurden. Somit ist der Umbau von der LD10 zur LD20 und umgekehrt nur noch innerhalb der jeweiligen Fertigungsserie möglich.

Gruß
Walter

 

[mettwurst02]

Es ist definitiv die Q5-Version und die hat tatsächlich den gleichen Body wie die R4 auf deinem Foto. Ich habe sie nun schon mindestens ein halbes Jahr.

 

[Lichtinsdunkel]

Dann weiß ich's nicht. Vielleicht fragst du mal beim Flashlightshop nach. Der sollte alle Versionen der LD20 irgendwann mal gehabt haben.

Gruß
Walter

 

[akapuma]

Hallo,

vielen Dank für diesen sehr interessanten Thread. Ich wollte noch gerne etwas zu den Posts #3 und #7 ergänzen:

Das Helligkeitsempfinden ist wie das Hörempfinden nicht linear, sondern in etwa logarithmisch aufgebaut, so dass :
Nicht 200 Lumen doppelt so hell wahrgenommen werden wie 100 Lumen
Sondern etwa 100 Lumen doppelt so hell wie 10 Lumen (oder 1000 Lumen doppelt so hell wie 100 Lumen, respektive 1000 Lumen 4x so hell wie 10 Lumen)

Das ergibt, in eine Formel gepresst, 2^log(hoher Lichtstrom / niedriger Lichtstrom).

Irgendwie lässt sich das auf Grund der Stevensschen Potenzfunktion berechnen.

Da steht quasi die Formel (hoher Lichtstrom / niedriger Lichtstrom)^c drin. "c" ist eine Konstante, die lt. englischer Wikipedia zwischen 0,3 und 0,5 liegen kann. Laut deutscher Wikipedia ist c=0,33.

Wenn man jetzt die aus Post #3 hergeleitete Formel umstellt, sieht man, daß die Formel genau gleich ist:

2^log(hoher Lichtstrom / niedriger Lichtstrom) = (hoher Lichtstrom / niedriger Lichtstrom)^log(2) = (hoher Lichtstrom / niedriger Lichtstrom)^0,301

Post #3 beschreibt also die Stevenssche Potenzfunktion mit einem Faktor von 0,301.

Danke - ohne diesen Thread wäre ich nie drauf gekommen!

Gruß

akapuma

 

[DrJones]

Da gibt's ja zwei Ansichten, Weber-Fechner oder Stevens...

Nach Stevens benötigt man die 8fache Intensität, damit etwas doppelt so hell wirkt (Kubikwurzel); nach Weber-Fechner (logarithmisch) nimmt die wahrgenommene Helligkeit immer um den gleichen Wert (nicht Faktor!) zu, wenn man die Helligkeit verdoppelt; um die wahrgenommene Helligkeit zu verdoppeln, muss man die Intensität quadrieren.

Ich programmiere meine Treiber ja gerne mal mit Ramping, und zwar so, dass die wahrgenommene Helligkeit gleichmäßig zunehmen soll, und dazu benutze eine exponentielle Abstufung. Ich habe es auch mal testweise kubisch probiert, empfand das persönlich aber nicht gleichmäßig.

 

[akapuma]

Nach Stevens benötigt man die 8fache Intensität,

Hallo DrJones,

gibt es für die "8" eine Quelle, wo man nachschauen kann?

Passt man die 8 in die Formel
(hoher Lichtstrom / niedriger Lichtstrom)^c
hinein, dann wäre c=0,333333.

Danke.

Gruß

akapuma

 

[DrJones]

Ja, Wikipedia , und da wird für Helligkeit (flächige Quelle) c=0.33 benutzt.