[装备评测、使用心得] [转帖]选购头灯前要了解的一些基本知识

大头

作为户外装备的一部分，头灯的种类现在可以说是琳琅满目，五花八门了。那么怎么样才可以选购到适合自己的头灯呢？下面咱们先进行一下头灯的分类：

从市场上的头灯来分类大体上咱们可以分为：小型头灯、多用途头灯、特别用途头灯三类。

小型头灯：一般指小巧、极轻型头灯，这些头灯容易放置在背包，口袋等地方，便于拿取。这些头灯主要用于夜间照明，在夜间活动非常方便。

多用途头灯：一般指比小型头灯照明时间长，照明距离远，但相对比小型头灯要重的，拥有一种或几种光源，有一定防水性能，适用于多种环境的头灯。这种头灯在尺寸、重量和强度方面拥有最佳的配比。其适用范围之广也不是其他头灯可以替代的。

特别用途头灯：一般指用于特殊环境下使用的头灯，这种头灯无论是从自身的强度、照明的距离、使用的时间来讲都是头灯产品中最高的，这样的设计理念也使此种类型的头灯更加适合在自然环境相对严酷的条件下使用（例如：探洞、探险、救援等活动）

另外，我们根据光亮强度将头灯分为三类,光亮强度具体是以流明作为衡量单位。
标准型头灯
(亮度<30流明)
这类头灯设计简单,通用性强并且便于使用.

大功率头灯
(30流明<亮度<50流明)
这类头灯可提强力照明,并且具有多种调节模式:亮度,距离,照明时间,光束方向等.

高亮型头灯
(50流明<亮度<100流明)
这类头灯可提供超强亮度照明,不仅具有极强的通用性而且具备多种调解模式: 亮度,距离,照明时间,光束方向等.

咱们现在先来了解一下关于光源的知识。
光的分类
一般来说可见光分为3种类型：
1、几何光学：光是由一条条笔直的光线而组成的。
2、波动光学：光是一种电磁波，只有一部分可以被我们的肉眼所觉察。
3、粒子光学：光是一股由质量为零的微小颗粒组成的,我们称之为光子。
根据所希望研究的光源特性，我们可以选择三种类型中的任何一种来深入了解。

光谱
光谱最常被提及的特性是颜色，颜色同光波的长度息息相关，通常我们称之为波长。
不同的波长组成了电磁波频谱。
波长是两个相邻波振动质点间的距离，单位是纳米…
波长                              光谱类型
大于10 cm         ————       无线电波
1 mm 到 10 cm      ————      微波和雷达波
1 um 到 500 um     ————      红外线
400 nm 到 700 nm   ————      可见光
10 nm 到 400 nm    ————      紫外线
10-11m 到 10-8m      ————       X光
10-14m 到 10-12m     ————       γ射线

日光
太阳持续不断的散发出巨大的能量;但是只有极其微小的一部分能够被我们的肉眼所看见.这部分光的波长在380纳米到780纳米之间,再加上我们肉眼对于不同颜色光源的敏感程度不同,所以我们能觉察到的可见光部分就屈指可数了.(例如,我们对于黄颜色就非常的敏感)

人造光源
标准的灯泡及大多数的LED灯可以发出光源,但是我们不能简单的认为光只有一种波长,因为它是由许多波长组成的.事实上,白色光是由众多波长不一的可见光层叠而形成的结果.(原色混合)

基本定义
当我们描述光源时,我们通常采用一些基于测光法的概念(这是一门衡量眼睛感光程度的科学)
这些概念包括:光通量,光强度,照明[度]及亮度.
这四种因素相互关联如下:
-人造光源(例如电灯)可以向任意方向散发光亮.
-在特定的方向下此种光亮具有一定发光强度.
-物体表面在特定的距离下可以吸收一部分光亮.
-被光照射的表面反射回一部分光亮到观察者的方向(这里我们指的是眼睛);这就是亮度的含义.

光通量-流明(lm)
头灯向各个方向所散发出光亮的总量就是光通量.

发光强度-坎德拉(cd)
坎德拉是用来描述来自特定方向发光源的发光强度.一般来说,不同方向所发出的光所发出的光强度是不同的.

照明[度]-勒克斯(lx)
我们把单位面积表面的光通量定义为照明[度]
既然我们已经知道了什么是发光强度和从光源到被照射表面之间的关系,那么现在让我们来计算一下照明[度],其方法是:用发光强度除以光照面积.
E (lx) = I (cd) / d2 (m)

亮度-坎德拉每平方米(cd/m2)
可见亮度计算方法:发光强度/可见面积,具体来讲,就是肉眼所见面积反射光亮度的能力.

光输出量- 流明每瓦特(lm/W)
光输出量的大小取决于光源处的光通量及光源处电能转化率的大小.
事实上,一处光源所拥有的电能并不是完全的转换为可见光,因为其中相当大的一部分以其他形式流失掉了,例如,热能.

光亮性能衡量标准
评估一款头灯的性能好坏咱们可以根据四个概念来衡量：照明距离、光照持久度、光通亮、光束类型

为了能够更深入的了解照明距离、光照持久度、光通亮、光束类型的概念，咱们先补充一下相关的知识，看一下这些数据是在什么情况下测试出来的：

最小照明
在衡量照明距离和照明时间之前，当光源无法为我们提供足够的可见度时，我们需要有一个具体的定义来描述。以Petzl头灯为例（为什么以PETZL产品为例？因为本人感觉PETZL头灯实在是太NB了！）他们对此进行了深入的研究并发现当照明度可以和满月所发出的光亮相同时，也就是说照明[度]为0.25勒克斯，是可以满足照明需要的，这就是最小光亮。

照明距离跟照明时间测试
此测试由5个灯泡和2节电池(普通电池或充电电池)来比较我们所出售的拥有相同灯泡的头灯(如果头灯不带电池，我们建议使用高性能碱性电池)。最后我们取10组测试的平均数值。

温度所起的影响
电池受环境温度的影响，因此为了得到一个标准的结果，所有的测试的环境温度都被控制在20摄氏度。

照明距离
照明距离是头灯照明度大于0.25勒克斯所照射的范围的距离。作为头灯来讲，其照明距离随着电池能量的消耗而逐渐降低。为了精确此演变过程，照明距离被详细记录下来。
-刚装入新电池(最大照明能力)
-使用30分钟后(正常使用)
-使用10小时后(连续使用一个晚上)
-使用30小时后
最大模式        普通模式        经济模式

特别设计:头灯稳压装置
某些头灯装有电子稳压装置，不管您使用普通电池还是充电电池，它都会在使用寿命内为您提供稳定地照明距离。一旦电池能量不足时，电子稳压装置会自动关闭，光亮由高变低，此时您需要更换电池。同时，Petzl声明此种类型头灯的照明距离取决于你所选择的照明模式。

计算照明距离
照明距离计算分为三步,物理上照明的计算公式如下:
E = I/ d2
E:代表照明,单位是勒克斯
L:代表发光强度,单位是坎德拉
D:照明距离,单位是米.

第一部:在2米处测量照明[度]
此测量方法如下:在漆黑无光的实验室内,头灯在距离两米远处光线垂直到达感光点所发出的光亮.

第二步:计算发光强度
当得到照明[度]后,我们可以根据下面的公式计算发光强度:
I = E x d2

第三步:计算照明距离
发光强度一旦得到,照明距离就可以计算了.我们所指的照明距离是照明度在0.25勒克斯范围内所覆盖的距离.
D = √ (I/E)
照明距离需要下面三个时间点来测试:
-打开开关时(t0)
-30分钟后(t0h30)
-10小时后(t10h)

照明持久度/照明时间
照明持久度/照明时间定义为头灯所发出的照明度在0.25勒克斯时所能持续的时间,或照明距离在2米之外所能持续的时间.不管是走路,阅读还是其它的方式,如果头灯的光线低于此标准,那么此头灯应该更换电池.

照明持久度的测量
为了得到准确的数值,头灯必须使用全新或电量充足的充电电池.从头灯打开到它所发出的光亮低于0.25勒克斯之间所持续的时间,我们称之为照明持久度.

特别设计: LED头灯调校
照明持久度真实数值是:稳压下的照明持久度+在两米处光亮为0.25勒克斯时所持续的时间(逃生时间).此数值受到照明距离的影响.

光通量
光通量是头灯所发出的光亮的总和.它是光照距离的补充.事实上,两个相同的光源在同一点所发出的光强度是不同的.跟照明距离一样,光通量随着电能的耗尽而逐渐降低.他们之间存在一定的关联性:当头灯使用10小时后照明距离减半时,光通量的值也同样减半.
因此,Petzl只提供了最大光通量的数据:我们可以通过这些数据来计算出最大的照明能力.

光通量的测量
光通量的测量是在实验室中借助于一个球体而完成的. 为了得到准确的数值,必须使用全新或电量充足的充电电池

光束类型
光束的类型取决于光源类型以及光学定义,这里我们将它分为两类:
-广角光束
-聚焦光束
每一种光束在照射时,都会有一些较弱的光束在主光束周围产生.这就使得头灯在使用时变得更加舒适及多样性.

广角光束
广角光束适合近距离慢速活动:例如,露营,步行,等.

聚焦光束
聚焦光束将光聚集在一点,因此可以照射较远的距离.此种光束适用于探路及机动性强的活动:奔跑,徒步,登山等。

这次先说到这里，下次咱们具体说说做什么活动配什么款式的头灯最合适。