Luz
Brilho e nits: como se mede a potência luminosa de um ecrã LED?
O «nit» é a unidade que indica quão brilhante é um ecrã. Mas o que significa exatamente, e porque é que um ecrã de exterior precisa de milhares deles enquanto um de interior precisa de muito menos? Uma explicação clara de como se mede a luz.
Um nit é uma forma de dizer quão brilhante um ecrã parece aos teus olhos. Quantos mais nits, mais intensa é a luz que vês.
Pensa numa lanterna. Dentro de casa parece muito potente. Mas se a ligares lá fora ao sol, quase não vês a sua luz, porque o sol é muito mais intenso. Com um ecrã é igual: lá fora, um ecrã precisa de muitíssimos nits para ser mais forte do que o sol, senão não vês a imagem. Dentro, onde está mais escuro, um ecrã precisa de muito menos nits.
Por isso os grandes ecrãs junto à autoestrada têm milhares de nits, e o pequeno ecrã do teu tablet muito menos.
Quando dizemos que um ecrã é «brilhante», referimo-nos na verdade a uma grandeza bem precisa: a luminância. A sua unidade é a candela por metro quadrado (cd/m²), e «nit» é apenas um nome mais curto para ela: 1 nit = 1 cd/m².
Quatro grandezas frequentemente confundidas
Medir a luz envolve quatro grandezas afins mas distintas. A diferença está no que se mede: a fonte, uma direção ou uma superfície.
| Grandeza | Unidade | O que indica |
|---|---|---|
| Fluxo luminoso | lúmen (lm) | A quantidade total de luz que uma fonte emite em todas as direções. |
| Intensidade luminosa | candela (cd) | Quanta luz segue numa determinada direção. |
| Iluminância | lux (lx) | Quanta luz chega a uma superfície. |
| Luminância | cd/m² = nit | Quão brilhante parece uma superfície — o que mais se aproxima do que as pessoas chamam «brilho». |
Porque é que no exterior são precisos muito mais nits
Um ecrã tem de se destacar do seu ambiente. No interior esse ambiente está iluminado de forma suave, por isso uma luminância de cerca de 600 a 1000 nits chega bem. No exterior, a luz solar direta incide sobre o ecrã; para se manter brilhante e legível mesmo assim, um ecrã de exterior precisa normalmente de 5000 a 7500 nits.
Não conta só o brilho, mas também o contraste: a diferença entre os pontos brilhantes e o fundo escuro do ecrã. Uma caixa preta e encapsulamentos LED pretos aumentam esse contraste, tornando a imagem mais nítida, mesmo com luz intensa.
Existem dois sistemas de medição da intensidade da luz. A radiometria mede a energia radiante física (em watts), independentemente do olho. A fotometria pondera essa energia segundo a sensibilidade do olho humano e é o método relevante para os ecrãs. A conversão faz-se pela função de eficiência luminosa fotópica V(λ), que atinge o máximo a 555 nm (amarelo-verde): com igual energia radiante, percebemos a luz amarelo-verde como muito mais brilhante do que o vermelho profundo ou o azul.
As quatro grandezas fotométricas do SI
| Grandeza | Símbolo | Unidade SI | Definição |
|---|---|---|---|
| Fluxo luminoso | Φv | lúmen (lm) | Quantidade total de luz emitida, derivada do fluxo radiante radiométrico. |
| Intensidade luminosa | Iv | candela (cd) = lm/sr | Fluxo luminoso por ângulo sólido (esterradiano). A candela é uma unidade de base do SI. |
| Iluminância | Ev | lux (lx) = lm/m² | Fluxo luminoso incidente sobre uma superfície. |
| Luminância | Lv | cd/m² (nit) | Intensidade luminosa por unidade de superfície de uma fonte extensa, numa direção. |
A iluminância diminui com o quadrado da distância: E = I / d². Uma fonte pontual de 36 cd produz a 3 m uma iluminância de 36/3² = 4 lux.
A luminância é independente da distância — e a intensidade luminosa também
Um ponto crucial e muitas vezes mal compreendido: a luminância e a intensidade luminosa não dependem da distância ao observador. Um ecrã de 6000 nits tem 6000 nits, quer estejas a 5 ou a 50 metros. O que diminui com a distância é a iluminância (lux) que o ecrã projeta sobre o teu olho. Isto explica por que razão o «nit» é a medida certa para comparar ecrãs entre si, independentemente da distância de visualização.
Porque é que o brilho no exterior é uma questão de contraste
Com luz solar direta, a iluminância num plano vertical atinge rapidamente dezenas de milhares de lux. Parte dela é refletida pela superfície do ecrã e reduz o contraste efetivo. A legibilidade não é, pois, determinada apenas pela luminância, mas pela relação entre a luminância do ecrã e a luminância ambiente refletida (contraste externo). Por isso a tecnologia de exterior combina uma luminância elevada (5000–7500 nits) com baixa reflexão: encapsulamentos SMD ou COB pretos e máscaras mate.