Comprender la diferencia entre lúmenes ANSI y lúmenes LED

Para establecer las características técnicas de brillo de sus proyectores, ViewSonic sigue los métodos del ANSI (Instituto Americano de Normalización) estándar de la industria para establecer las especificaciones de brillo de nuestro proyector; sin embargo, el brillo ANSI por sí solo no siempre es capaz de proporcionar información suficiente para definir completamente el rendimiento del brillo de los proyectores de alta gama de colores de última generación con fuentes de luz LED. Esto se debe principalmente a algo llamado efecto HK (Helmholtz-Kohlrausch), que hace que los observadores perciban que las imágenes con mayor saturación de color como más brillantes que las menos saturadas.

Ahora consideremos dos proyectores con el mismo brillo medido de los lúmenes ANSI que parecen tener diferentes niveles de brillo. Para comprender cómo esto es posible, es necesario saber que el ojo humano es más sensible a ciertas longitudes de onda de la luz (fig.1) y que cualquier proyector con una fuente de luz que se asemeje más a la respuesta de luz del ojo humano tendrá naturalmente un mayor brillo percibido.

A continuación, la figura 1 ayuda a ilustrar con más detalle el efecto Helmholtz-Kohlrausch. La mayoría de los observadores argumentarían que los cuadros de colores de la izquierda son más brillantes que los cuadros de escala de grises en la fila central; en realidad, ambas filas tienen el mismo valor de brillo ANSI lumen. Además, puede parecer que los cuadros de colores de la derecha tienen el mismo brillo que los de escala de grises en el centro; de hecho, el brillo de la luz ANSI de los cuadrados coloreados de la derecha es mucho más bajo que el de los cuadrados grises de la fila central.


Figura 1. Brillo medido vs. Brillo percibido
(imagen simulada para ilustrar el efecto HK)

La Figura 2. Intenta ilustrar cómo el nivel de brillo percibido varía de un color a otro.
En este plano cartesiano, el eje de abscisas muestra los colores RGB individuales que conforman la fuente de luz en el proyector LED. El eje de ordenadas compara el brillo de los colores de las columnas izquierda y derecha de la figura 1. El índice de brillo percibido viene dado por la diferencia entre el brillo percibido y el brillo medido, mientras que el índice de brillo percibido promedio está dado De la diferencia entre todos los colores juntos. Ambos informes se pueden calcular utilizando la siguiente fórmula.

* La relación de brillo percibido promedio de 2.4x está determinada por los proyectores LED de Viewsonic, otros proyectores LED pueden tener un resultado diferente.

** Relación de brillo = (Rojo 100% o Verde 100% o Azul 100% )𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑠
(Imagen Roja o imagen Verde o imagen Azul) 𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑠
   
*** Relación de brillo percibido promedio = (Rojo100% + Verde 100% + Azul 100% ) 𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑠
(Imagen Roja + imagen Verde + imagen Azul) 𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑠


Figura 2. Tamaño del efecto HK con luces monocromáticas en rojo, verde y azul

Por observación, sabemos que muchos proyectores con fuentes de luz basadas en LED tienen un brillo perceptible más alto que muchos proyectores basados en lámparas, a pesar de que pueden tener el mismo índice medido de lúmenes ANSI. Para entender por qué, simplemente vuelva a consultar la Figura 1 y comprenda que los cuadros de color de la izquierda solo parecen ser más brillantes, porque el ojo humano es más sensible a la luz de color de alta saturación, por lo tanto, en un proyector LED con colores más concentrados en las longitudes de onda, estos se percibirán como más brillantes. Esta es la razón por la que ViewSonic se compromete a proporcionar clasificaciones de lúmenes ANSI y LED para los proyectores LED de última generación.

La determinación de las características técnicas típicas relacionadas con los lúmenes LED para un proyector LED, requiere, en primer lugar, la selección de un proyector de lámpara como referencia, que tiene una rueda de color RGBRGB. Las corrientes R, G, B individuales del proyector LED se ajustan hasta que el brillo percibido se corresponda lo más posible con el proyector basado en la lámpara de referencia. En ese punto, los lúmenes ANSI del proyector LED recién ajustado se miden una vez más y la relación entre estas dos mediciones se multiplica por la medición de lumen ANSI del proyector de referencia, para establecer la puntuación de "lúmenes LED" equivalente.

Figura 3. Imagen de muestra de un proyector con lámpara de 2.200 lúmenes ANSI (RGBRGB, ViewSonic PX727-4K) frente a un proyector LED de 900 lúmenes ANSI (RGBB, ViewSonic X10-4K)

* Los lúmenes del proyector LED de 900 lúmenes ANSI se han reducido de 1000 ANSI a 900 ANSI para que coincidan con el brillo aproximado del proyector de lámpara de 2200 lúmenes ANSI, manteniendo la misma relación de brillo percibido promedio de 2.4x

Además de un mayor brillo percibido, los proyectores con fuente de luz LED también tienden a tener una mayor eficiencia luminosa, lo que se traduce en un menor desperdicio de energía, mayor eficiencia energética, mayor rendimiento de luz percibida, mayor rango de colores y calidad de imagen excepcional; Todo esto hace que la última generación de proyectores LED de ViewSonic sea una solución verdaderamente válida.

Bibliografía

1) E. Fred Schubert - 3ª edición de diodos emisores de luz (E. Fred Schubert, Nueva York, 2018)
2) Wyszecki G. y Stiles W. S. Color Science - Conceptos y métodos, datos cuantitativos y fórmulas, 3ª edición (John Wiley and Sons, Nueva York, 2000)
3) Mike Wood - Lightness- El efecto Helmholtz-Kohlrausch (Out of Wood, verano 2012)

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