Blender 3.2：光源的強度單位 - 輻射通量(radiant flux) 及 色彩管理的 False Color

Blender 的點光源(point)、投射燈(spot)、面積光(area)等3種光源的強度是以光源的輻射通量(radiant flux)計算。輻射通量的單位也是「瓦(watt)」，但要注意其內涵跟電器的耗能單位「瓦(watt)」完全不同，因此市售光源標示的瓦數無法直接套用。

輻射通量，是光源單位時間內發射出的所有輻射能量（包括紅外、紫外和可見光），若只計算可見光，則此功率稱為光通量(lumen，單位「流明 lm」)。但是，不同波長光源所能輻射出的可見光量並不相同，因此若要計算某個光源所能發出的亮度，還必須乘上該光源的輻射發光效率(luminous efficacy, K)

輻射發光效率(luminous efficacy)是光源提供可見光的效率，也就是光通量對輻射通量的比值。目前的國際標準，是在理想條件下，波長 555nm 的電磁輻射的發光效率定爲100%，因爲這個波長的光源量測到的可見光通量最高，1 輻射通量(W) = 683 流明(lm)。因此光源的光通量(lm) = 輻射通量(W) x 輻射發光效率(K) x 683 lm。

但現實世界中的光源並非只有單一波長，且還有許多因素影響光源的發光效率，因此跟波長 555nm 的理想光線相比，並不是簡單的線性關係。於是 Blender 的官方使用手冊建議了幾種真實光源的光通量與Blender的光源類型及輻射通量瓦數的轉換關係，使用者可以根據這些資料粗估場景中的光源強度。官網同時說明，要獲得擬真的結果，光源的大小與顏色須與真實光源的大小與顏色一致。

維基百科有更多現實世界中光源的發光效率資訊：Luminous efficacy - Wikipedia

場景測試

以下的場景照明只有兩種光源：

• 預設環境光：RGB=0.051, 0.051, 0.051、強度 = 1。
• 立燈點光源：模擬 1200 lm 的 LED 燈泡。從官網提供的資料，800 lm 的 LED 燈泡輻射功率 = 2.1W，估計 1200 lm 的 LED 燈泡輻射功率約爲 3.2 W、點光源半徑 = 0.05m、色溫 = 5500。

下圖是 Cycles 引擎的算繪結果，如同官網說明，比預期要暗。

官網說明使用者可以到 Render 屬性分頁的 Film 面板來調整曝光值(Exposure)，不過這必須要重算繪才看得到結果。不過，使用者也可以到 Render 屬性分頁的 Color Management (色彩管理) 面板來調整。色彩管理面板的更動會立即反應在 Image Editor，十分便利。

在調整曝光值的時候，使用者可以把 View Transform 類型改爲 False Color。False Color 用不同顏色來代表算繪影像的曝光值：

• 藍色代表曝光不足
• 紅色代表曝光過度
• 綠色、黃色代表正確曝光
  

使用者可以用這個方式來檢查須要正確曝光的區域是否正確曝光。

References:

• Light Objects — Blender Manual
  
• 光強度的單位：燭光(cd)