ความสว่าง (ทัศนศาสตร์)

แม่แบบ:สับสน ความสว่าง (แม่แบบ:Langx) เป็นปริมาณเชิงแสงที่บอกค่าความเข้มของการส่องสว่างต่อพื้นที่ในทิศทางที่กำหนด โดยจะระบุปริมาณแสงที่ผ่านทะลุ หรือเปล่งแสงออกมาจากพื้นที่หนึ่ง ๆ และตกกระทบในมุมตันที่กำหนด

หน่วยเอสไอ ของค่าความสว่างนั้น เรียกว่า แคนเดลาต่อตารางเมตร เขียนย่อเป็น cd/m² สำหรับหน่วยซีจีเอสของค่าความสว่าง คือ stilb ซึ่งมีค่าเท่ากับ 1 แคนเดลาต่อตารางเซนติเมตร หรือ 10 kcd/m²

ค่าความสว่างนั้น มักจะใช้ระบุถึงการเปล่งแสง หรือการสะท้อนแสงจากพื้นผิวราบที่กระจายแสง ความสว่างนี้จะบอกว่า ตาของเราที่มองดูพื้นผิวจากมุมหนึ่ง ๆ นั้น รับรู้ถึงกำลังความสว่างได้มากเท่าใด ความสว่างจึงเป็นตัวบ่งบอกว่าพื้นผิวนั้นดูสว่างเพียงใด ในกรณีนี้ มุมตันที่แสงตกกระทบนั้น จึงเป็นมุมตันที่เกิดจากระนาบของจากรูม่านตานั่นเอง

ในอุตสาหกรรมภาพวิดีโอจะใช้ค่าความสว่าง เป็นตัวบอกถึงความสว่างของจอภาพ และในอุตสาหกรรมนี้ จะเรียกหน่วยค่าความสว่าง 1 แคนเดลลาต่อตารางเมตร ว่า นิต ใช้ตัวย่อว่า nt สำหรับจอคอมพิวเตอร์โดยทั่วไป จะให้ค่าความสว่างประมาณ 50 – 300 nt

ความสว่างนั้นแปรผันต่างกันไปในบรรดาทัศนูปกรณ์ทางเรขาคณิต นั่นหมายความว่า สำหรับระบบทัศนูปกรณ์ในอุดมคติหนึ่ง ๆ ค่าความสว่างขาออก จะเท่ากับค่าความสว่างขาเข้า ตัวอย่างเช่น หากเราสร้างภาพย่อด้วยเลนส์ กำลังความสว่างจะถูกบีบในพื้นที่ขนาดเล็กลง นั่นหมายความว่าง ค่าความสว่างที่ภาพดังกล่าวจะสูงขึ้น แต่แสงที่ระนาบของภาพจะเติมมุมตันที่ใหญ่ขึ้น ทำให้ค่าความสว่างออกมาเท่าเดิม โดยถือว่าไม่มีการสูญเสียที่เลนส์ และภาพนั้นก็ไม่มีทางที่จะสว่างมากไปกว่าภาพเดิม

การหาค่าความสว่าง อาจคิดได้จากสูตรต่อไปนี้

$L_v=\frac{d^2\mathrm{\Phi }}{dSd\mathrm{\Omega }\cos \theta }$

โดยที่

• $L_v$ คือ ค่าความสว่าง (cd/m²)
• $\mathrm{\Phi }$ คือ ฟลักซ์ส่องสว่าง หรือกำลังความสว่าง (lm)
• $\theta$ คือ มุมระหว่างพื้นผิวแนวฉากและทิศทางนั้น ๆ
• $S$ คือ พื้นที่ของแหล่งกำเนิดแสง (m²)
• $\mathrm{\Omega }$ คือ มุมตันรอบจุดที่พิจารณา (sr)