Некоторые экспериментальные данные о "мертвенном свете" LED и "естественном" ксеноне

Новички часто не понимают в чем состоит принципиальная разница между светом светодиодных (LED) фонарей и ксеноновых (Incandescent - лампы накаливания), обращая внимание исключительно на количество люмен.
Однако, не менее важной характеристикой фонаря является естественность цветопередачи освещаемых объектов. "Мертвенность" света светодиодников стала уже расхожим выражением. Сегодня я попытался проиллюстрировать это при помощи цифровой фотокамеры.

Снимался своеобразный натюрморт - на полку было положено несколько объектов разного цвета. Камера на штативе, формат съемки RAW, приоритет диафрагмы. Баланс белого перед каждым снимком выставлялся по белому листу, освещенному тестируемым фонарем (это имитирует адаптивную способность человеческого зрения ).
Затем, при конвертации RAW, ББ сдвигался на 100 К (это совсем чуть-чуть) в сторону идеального, соответствующего солнечному цвету. Для LED это был сдвиг влево, для ксенона вправо. Это имитирует неидеальность адаптивной способности глаза (мы все-таки чувствуем что ксенон слегка желтоват, а LED слегка синеват). Данный минисдвиг не принципиален для цветопередачи - обратите внимание что задняя стенка на всех четырех снимках практически идеально серая. Сильные различия в цветопередаче обусловлены другим - отличием спектра конкретного фонаря от спектра дневного освещения, являющегося "идеальной точкой отсчета, прошитой в ДНК человека за миллионы лет эволюции".
Чтобы было совсем ясно: в синеватом свете цвета "теплых" тонов (красный-коричневый-желтый) отражаются хуже и имеют меньшую насыщенность чем в желтоватом/красноватом свете. Даже если вы (или ваш фотоаппарат) полностью адаптировались к балансу белого текущего источника света!
В предельных случаях, когда на фонарь устанавливаются синие или красные светофильтры, данный эффект проявляется наиболее отчетливо.

Итак, в моем опыте получилось следующее:

Surefire U2 Ultra, Luxeon V, один из лучших светодиодников, с практически "белым" светом, с легким уходом в зеленый:

Surefire E2E, ксенон, классика:
Посмотрите как изменился оттенок желтого степлера справа. Красный карандаш стал намного насыщеннее.

Surefire M6, ксенон. Чуть более белый свет чем у Е2Е, и намного более мощный (выдержка на этом снимке 1/400 против 1/40 у Е2Е):

Inova Microlight, представитель дешевых светодиодников с явно синеватым цветом луча. Спектром, близким к этому, обладают подавляющее большинство т.н. "налобников", даже с Люксеонами на борту, типа Petzl. Сравнивал лично с U2 такие модели как Тикка ХР, Myo, поэтому говорю так уверенно. У совсем говенных китайских светодиодников картина будет еще более ужасающая чем тут:

Советую открыть картинки в полном разрешении (1024), сохранить их куда-нибудь в одну папку и перелистывать в полноэкранном режиме.

Обратите особое внимание на:

- апельсин (слева)
- карандаш
- торец финки (синий овал)
- жёлтый степлер справа

Никаких откровений или новых научных открытий в этом эксперименте нет. Это понятно и ежу, знакомому с основами цветопередачи.
Данные снимки просто дают наглядную иллюстрацию, какие цвета как преображаются при смене типа источника и чего вообще ожидать от LED и ксенона.

Кстати, ксенон эффектно и насыщенно передает красные/жёлтые тона, но это не значит что он идеален (плюс ко всему синий блекловат у него). Истина, т.е. как все выглядит при дневном освещении, лежит где-то между U2 и М6. Вот этот снимок сделан на следующее утро (солнечно, но прямые солнечные лучи на объект съемки не попадают):

Некоторые следствия из данных фактов:

- большинство природных объектов/ландшафтов средней полосы имеют красные/зеленые/коричневые/бурые оттенки. Это листва деревьев, степная растительность, почва, окраска меха животных и птиц и т.п.
Синего (который сочно выглядит в светодиодном спектре) вы тут практически не встретите.
- именно поэтому ксеноновый источник света в таких условиях (на охоте, прогулке, при поисковых работах и т.п.) обеспечит более высокую контрастность и естественность получаемой картины. Именно поэтому охотники не любят "мертвенный" свет LED (пример: идентифицировать зверя в степи, найти что-то в зарослях камышей или в подлеске)
- именно поэтому диггеры жалуются что со светодиодниками "глаза устают и ходить некомфортно".

Как раз интересовала разница между LED и ксеноне. Cпасибо, что наглядно показали. Интересно было бы сравнить их где-нибудь в лесной местности.

Андрей, правильно ли я вижу что Е2Е ощущается со своими 60 люменами ярче 100 люмен светодиодной ультры?

Нет. Выдержка-то везде разная. 1/60 сек у U2, 1/40 у Е2Е, 1/400 у М6 и 0.6 сек у Inova.

И баланс белого на всех снимках выставлен разный.
5200К у U2
3800К у Е2Е
3900К у М6
6800К у Inova.

Суть в том что даже если ББ выставить по свету данного фонаря (что и было сделано), то баланс цветопередачи (соотношения между насыщенностями синего/красного/желтого) будет все равно уникальный за счет отличий спектра.

А разве не правильней будет выставить баланс белого утром (по солнечному свету) и отщелкать с этим балансом фонари?
В жизни свет Инововского брелка еще более синий.. .

Originally posted by And:

А разве не правильней будет выставить баланс белого утром (по солнечному свету) и отщелкать с этим балансом фонари?

Нет. Цель этого эксперимента - не определить абсолютный сдвиг, а показать как корежится баланс цветопередачи при сдвиге точки белого источника света.
Зрение очень хорошо адаптируется к сдвигу точки белого. Когда я использую U2 при отсутствии других источников, ее свет кажется мне чисто белым. А при солнечном ББ U2, как известно, явно зеленоватая.

Некоторую неидеальность адаптивности зрения я имитировал сдвигом ББ на 100К относительно реального.
Могу сказать что эти снимки очень похожи на то как я это воспринимал глазами.

Андрей, спасибо большое. Текст лаконичен, но достаточен, графика наглядна - Вам, как обычно, респект!

пойду я лучше про карбиды говорить

Andrew Nik
Кое-что в вашем эксперименте не понятно.
Температура 6800К по-прикидкам соответствует слегка фиолетовому оттенку.
Лично я не пробовал вытягивать ББ при освещении подобным источником. Но зато доводилось получать хорошие фотографии при вечернем городском освещении. Общий оранжевый оттенок фотографии приводит к тому, что синий канал сильно завален, но небезнадежно. Просто после настройки ББ - в синем канале дофига шума.
Ваш эксперимент с Инова-вскими светодиодами, я могу проэкстраполировать, и сделать вывод, что те же проблемы будут в красном канале. Да и то 6800К это не такой уж и ужас. У меня есть Сеул с температурой (5700-6500К) - на вид совершенно нейтральный белый. И кстати глаза совершенно спокойно его переносят. Вот 8000-9000К это пипец. Поэтому либо инова дает не 6800, либо одно из двух.

ЗЫ: были у меня стереоочки с красно-голубыми стеклами. И пробовал я сфоткать сперва через голубой фильтр, потом через красный. В первом случае балланс был скорректирован без проблем, во втором случае фотография вышла какого-то серо грязного цвета. В синем и зеленом информация практически отсутствовала.
ЗЗЫ: на какой фотоаппарат снимали?

Андрей, было бы еще интересно сделать картинку в свете 10W HID'а на Solarc'овских лампах.

Canon G5

Из фотографий понял, что одни цвета лучше отражаются в свете ксенона, другие - LEDa. А в реалии(на улице, на природе), что ярче? Т.е. что будет дальше освещать дорогу, ксеноновый SF на 100 люмен или LED SF на те же 100 люмен?

Originally posted by DenisP:

Т.е. что будет дальше освещать дорогу, ксеноновый SF на 100 люмен или LED SF на те же 100 люмен?

До 15 метров, рассеянным светом - дорогу будет лучше ОСВЕЩАТЬ светодиодный. Тут важна чисто яркостная составляющая, как показывает практика. И равномерность светового поля (диффузионный фильтр рулит).
В помещениях вообще LED король.

А если на природе, метрах на 50-ти, то ВЫСВЕЧИВАТЬ будет лучше ксенон. Ибо тут начинает большое влияние оказывать цветовая контрастность, например способность отделить бурый цвет от коричневого и т.п.
Например, деревья (см. линию леса вдали) будут выглядеть примерно так на LED:

И примерно так на ксеноне:

Да и кусты/трава на переднем плане весьма показательны.

ИМХО "холодный" LEDяной свет лучше всего подходит для освещения помещения

------
Где бы ты ни был,
Что б ты ни делал,
Между землёй и небом -
Война!

Originally posted by Andrew Nik:

До 15 метров, рассеянным светом - дорогу будет лучше ОСВЕЩАТЬ светодиодный. Тут важна чисто яркостная составляющая, как показывает практика. И равномерность светового поля (диффузионный фильтр рулит).
В помещениях вообще LED король.

А если на природе, метрах на 50-ти, то ВЫСВЕЧИВАТЬ будет лучше ксенон. Ибо тут начинает большое влияние оказывать цветовая контрастность, например способность отделить бурый цвет от коричневого и т.п.
Например, деревья (см. линию леса вдали) будут выглядеть примерно так на LED:

Да и кусты/трава на переднем плане весьма показательны.

Андрей, а что за модели использовали, про U2 понятно, а ксенон?

Это фотки с CPF, я просто привёл в качестве примера.

Что касается личного опыта - это Surefire U2/E2E/M6.

Originally posted by Andrew Nik:
Это фотки с CPF, я просто привёл в качестве примера.

Что касается личного опыта - это Surefire U2/E2E/M6.

Посмотрел - там ни разу нет шурфов, а нижний кадр дык ваще выполнен c прожектором полустационарным - не убедительно. Вот бы сравнить скажем U2 c L4 или L5, т.е. с одинаковыми по размеру отражателями и силой светового потока!

Originally posted by DonMigel:

U2 c L4 или L5

Это всё светодиодники на Luxeon V. Хрен ли их сравнивать?
То что на бимшотах CPF говнопрожектор, роли не играет, главное спектр.
У светодиодников он такой, что красно-желто-коричневые тона в нем отражаются плохо, то есть имеют гораздо меньшую насыщенность чем в свете ламп накаливания.

Я уже заколебался разжевывать. То кто-то не врубается что в первом тесте баланс белого выставлялся для каждого фонаря персонально ПО ЕГО же свету.. . то для какого-хрена предлагается U2 с L5 сравнивать.
Товарищи, просьба таки поменьше тупить.

Originally posted by Andrew Nik:

Это всё светодиодники на Luxeon V. Хрен ли их сравнивать?
То что на бимшотах CPF говнопрожектор, роли не играет, главное спектр.
У светодиодников он такой, что красно-желто-коричневые тона в нем отражаются плохо, то есть имеют гораздо меньшую насыщенность чем в свете ламп накаливания.

Я уже заколебался разжевывать. То кто-то не врубается что в первом тесте баланс белого выставлялся для каждого фонаря персонально ПО ЕГО же свету.. . то для какого-хрена предлагается U2 с L5 сравнивать.
Товарищи, просьба таки поменьше тупить.

Пардон, конечно U2 cкажем с 9Р или С3. Имеется ввиду сравнить ксенон с
диодами с одинаковыми по размеру отражателями и силой светового потока, хотя бы приблезительно.

Никакой разницы с кадрами выше не будет. Если же баланс белого не выставлять по каждому фонарю, то смотри фотки в прикрепленных темах (бимшоты с фонаревок).
Если с чем еще и сравнивать, то с карбидкой и с HID'ом.

Андрей, отличный и наглядный тест. Одна просьба - если случится переснимать с другими фонарями - поставь какой нибудь фикус в кадр.

Шастая ночами по индустриальным развалинам, обратил внимание что больше всего различий между LED и ксеноном заметно на ржавых железках.
Вот иллюстрация.
Выдержка на снимках разная чтобы уравнять яркости.
Автоматический баланс белого.
Смотрим на ржавый участок трубы.

Surefire U2:

Surefire M6:

Также обратите внимание на возможность визуально отделить растительность от почвы.

В предельном случае, даже если выставить баланс белого по свету испытуемого фонаря, все равно есть сильная разница на ржавых железках:

В жизни же восприятие ближе к первой паре кадров.
То есть, описывая свои ощущения, со светодиодником в нагромождении металлоконструкций/бетона/зарослей чувствуешь некоторые симптомы "куриной слепоты", картинка плоская, металл трудно отличить от деревяшек, просто темные поверхности.
Ксенон заставляет ржавчину буквально светиться рыжим, плюс лучшая отделяемость серого/бурого/зеленого - картинка более объемная и проще ориентироваться.

Красного в диодном спектре мало, с этим ничего не поделаешь. Даже если цветовая темпераратура более-менее сбалансированна и воспринимается глазом как белый свет, в спектральном графике "белых" светодиодов будет всегда присутствовать острый пик в голубом участке (где излучает кристалл), горка в желто-зеленом(где излучает фосфор), и впадины в красном и сине-зеленом (где фосфор излучает хреново). Отсюда все косяки с цветопередачей...

В сравнении, лампы накаливания излучают более равномерно по всему видимому спектру, без пиков и впадин, с плавным подьемом от голубого к красному. В результате, хоть они и не кажутся белыми, но реальная цветопередача у них лучше. Что и продемонстрировано отличными фотографиями Андрея.

Н-да - зачетно. Вот теперь думаю - С3 что ли поставит в план покупок, или мало будет и смотреть сразу на M6 либо доминатор 10x.. .

с фонарем на лампе накаливания гораздо удобнее (не скажу, что приятнее )лазить по глинистой грязи, давно это заметил :-)

Дык вод мучаюсь - 200 люмен C3 - мало не будет? Думаю - мож сразу замахнуться на 500 - M6? Или вообще взять HID - и дольше работать будет и мощнее, в размере том же есть варианты.. . Интересно - как спектр HID для различимости деталей.. .

То есть, описывая свои ощущения, со светодиодником в нагромождении металлоконструкций/бетона/зарослей чувствуешь некоторые симптомы "куриной слепоты", картинка плоская, металл трудно отличить от деревяшек, просто темные поверхности.
Ксенон заставляет ржавчину буквально светиться рыжим, плюс лучшая отделяемость серого/бурого/зеленого - картинка более объемная и проще ориентироваться.

а я вот недавно заметил...
пряча неновую помпу в сейф в темной комнате, обратил внимание, что если посветить на ствол диодником, на воронении будет видно рыжие пятна, которые при дневном свете не видны. ксенонового фонаря пока нет, сравнить с ним не могу. комната тёмная совсем, без освещения.

Originally posted by Mishanchik:

Дык вод мучаюсь - 200 люмен C3 - мало не будет?

Возможно, будет мало. Принципиальный прирост относительно 100-люменной U2 наблюдаю на 500-люменном М6, и то иногда (на некоторых "сюжетах") этот разрыв сокращается до минимума.

Originally posted by Mishanchik:

Думаю - мож сразу замахнуться на 500 - M6?

М6, при всей его ништяковости, очень непрактичный фонарь. Это как фронталка Микротек типа HALO III. Круто, приятно, греет душу, но в походе бесполезен.

В разряд практичных (и то до известных пределов, ибо время автономной работы все же очень мало) его переводит только аккумуляторный блок, а это вещь нестандартная, дорогая, либо самому ваять надо. Всё это плата за рекордное соотношение мощность/(вес+габариты)

Хотя насчет непрактичности.. . возможно, я не совсем прав. Даже в штатном варианте М6 может быть оправдан в следующих случаях:
- посветить раз в неделю на 20 сек под окно с 15 этажа.
- если вставить лампу MN15, то это 150-200 люмен (смотря как оценивать, шуровскими люменами или стандартными) с временем работы 2.5 часа (X-LOLA). Причем 2 часа яркость практически неизменна.

Originally posted by Mishanchik:

Интересно - как спектр HID для различимости деталей.. .

Близок к LED.
И разгорается долго.
И каждое включение жрет ток до 25А, и вообще не очень полезно часто его включать/выключать. Т.е. HID лучше врубить и так ходить с ним. Тогда как ксенон - классичесский "спецоперативный" свет: врубил, ослепил/высветил, погасил - и так хоть 40 раз на одном комплекте.

Замечу, что это уже оффтоп в этой ветке. Под муки конкретного выбора логично создать отдельную.

Originally posted by Andrew Nik:

Замечу, что это уже оффтоп в этой ветке. Под муки конкретного выбора логично создать отдельную.

Сорри.. .

Да бесспорно ксенон дает более приятный свет и меньше рассеевается , сравнивал обычный маглайт на 4 батареи и ЛЕД фонарь на Кри близко светят оба ярко и достаточно одинаково, а вот дальше Кри сразу проигрывает. ИМХО хороший ЛЕД фонарь идеален ,но только на близких дистанциях до 15-20 метров. Но зато ничего не перегорает и не думаешь когда и в какой момент ни с того ни с чего перегорит ксеноновая лампа.
Есть и плюсы и минусы

Originally posted by sax:

близко светят оба ярко и достаточно одинаково, а вот дальше Кри сразу проигрывает.

Это еще не показатель, просто у магов прекрасная регулируемая фокусировка и все световое пятно можно в узкий пучок собрать.. .

У моего Мага мне регулировка не нравится, не в фокусе стоит лампа. поэтому свет идёт кольцами, я им недоволен.

Кольцами из-за того что рефлектор гладкий - пусть меня гуру подправят, если я не прав - кольца отсутствуют только на текстурированных - читай жеваных рефлекторах.

Да я знаю что такое жёваный рефлектор, у меня есть такие. Просто на моём Маге не только кольцами но и элепсом в сторону.

Проблема LED не только в температуре цвета, но и в узости спектра.
Т.е. можно сделать светодиод с тёплым спектром, но это будет всё равно маленький фрагмент спектра. Ещё бесит, что LED может средне светить, но при этом слепит адски - в глаз попадает мало красного, зрачок не сужается - получается ослепление. Получается фонарь мощный, люмен много, а освещает местность плохо, зато в глаз навел - сразу ослеплен.

Вот и производители 'зашевелились', появились варианты светодиодов 'тёплый белый', 'натуральный белый', 'полноцветный светодиод' и т.д.
Вот таблица сравнения восприимчивости глазом двух светодиодов 6500К и 4000К от Сеул.
Из таблицы видно, что при одинаковой мощности светодиодов глаз 'усвоит' 40% излучения от светодиода 6500К и 80% от светодиода 4000К.
Короче, тёплые светодиоды полезнее даже если в нём меньше люмен.
Пока не появилось нормальных светодиодов с широким и равномерным спектром излучения, остается компоновать фонарь из нескольких светодиодов из разных спектральных участков.

Originally posted by Stas 13:

Ещё бесит, что LED может средне светить, но при этом слепит адски - в глаз попадает мало красного, зрачок не сужается - получается ослепление.

Полностью стыкуется с моими экспериментами на собаках: на U2 100 люмен и М6 500 люмен реагируют примерно одинаково...

Originally posted by Stas 13:

остается компоновать фонарь из нескольких светодиодов из разных спектральных участков

Есть подозрение, что получится довольно "грязный", неприятный свет.

Короче, тёплые светодиоды полезнее даже если в нём меньше люмен.
Не совсем верно, было бы корректнее сказать "меньше выходная мощность".
Световой поток (люмены) и так получается из выходной мощности с поправкой на спектральную чувствительность глаза. Т.е. белый светодиод в 100 люмен будет глазом восприниматься так же ярко, как и желтый в 100 люмен. Но радиометрическая мощность в милливаттах у желтого будет ниже.

Originally posted by Superfonarik.ru:
[B]

На графике дана относительная мощность излучения, как будто эти гипотетические диоды излучают одинаковое кол-во Люмен. Отсюда можно приблизительно представить эффективность освещения этими диодами и перенести эти данные на реально существующие образцы.

Я имел в виду следующее:
Например Сеул делает два диода разной температуры цвета:
W42182(6500К) (U-серия) и S42182(4000К).
У обоих мощность 1W (электрическая), но у W42182 (6500К) 100 lum, а у S42182 (4000К) 65 Lum. А опираясь на приведенный Сеул график получается, что (4000К) 65 Lum будут освещать лучше чем (6500К) 100 lum, приблизительно на 25%. благодаря повышенной восприимчивости глаза в определенных областях спектра.

Originally posted by Andrew Nik:
Есть подозрение, что получится довольно "грязный", неприятный свет.

Возможно, но я знаю, что некоторые спелеологи, которые сами делаю себе фонари, к матрице из белых светодиодов добавляют 1-2 цветных (красных или оранжевых), чтобы улучшить восприятие красок в пещере.
Иначе совсем на диодах грустно ползать (и опасно).
Я так понимаю, цветное зрение помогает лучше воспринимать объем и облегчает определение расстояния до объектов.

А какая температура цвета у Фениксов? На Крии?

Originally posted by Mishanchik:
Дык вод мучаюсь - 200 люмен C3 - мало не будет? Думаю - мож сразу замахнуться на 500 - M6? Или вообще взять HID - и дольше работать будет и мощнее, в размере том же есть варианты.. . Интересно - как спектр HID для различимости деталей...

С3 не мало, причем даже можно оставть штатную лампу, очень неплохо светит, конечно М6 лучше, но стоит гораздо дороже и свет дороже обходится, так что если есть лишние деньги можно и М6 взять,хорошая игрушка, но у меня пока лишних нет