Motto: Klam máva pekný vzhľad
(W. Shakespeare)

V posledných rokoch sa rozvinulo meranie svetelnotechnických vlastností osvetľovacích zariadení v takom rozsahu, že ďaleko presahuje oblasť meraní minulého storočia. Vedecké práce pracovníkov firmy TechnoTeam Bildverarbeitung (www.technoteam.de) dali pevný základ k nasadeniu CCD kamier s vysokým rozlíšením v meraní svetla a farieb. Meranie svetelnotechnických vlastností osvetľovacích zariadení sa však rozvíja v rozličných krajinách veľmi nerovnomerne. Vo väčšine štátov Európskej únie sa stali fotometrické merania nepostrádateľné v technickej praxi. Výrobu luxmetrov a jasomerov takmer monopolne ovládli Nemci. Mohutný rozvoj metrológie kládol nové požiadavky na školenie odborných pracovníkov. Preto pred 30 – tými rokmi vzniklo aj na Slovensku študijné zameranie svetelná technika, kde doteraz prednášam predmet meranie svetla a farieb, ktorý som začal prednášať na postgraduálnom štúdiu svetelná technika Elektrotechnickej fakulty SVŠT v Bratislave (dnes Fakulta elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave) už v roku 1967. Svoj predchádzajúci náskok na primeranej výške si však Slovensko neudržalo, lebo meracie prístroje pre rozličné merania svetelnotechnických vlastností osvetľovacích zariadení nakupujeme v zahraničí. Napriek tomu firma OMS – výrobca svietidiel špičkovej kvality (www.oms.sk), v snahe poskytnúť svojim zákazníkom maximálnu technickú podporu uviedla v roku 2005 do prevádzky svetelnotechnické laboratórium, kde najdôležitejším prístrojom je goniofotometer RiGo 801 firmy TechnoTeam Bildverarbeitung, v ktorom je umiestnená vhodná CCD kamera s vysokým rozlíšením. Na meranie jasu, napríklad pozemných komunikácií alebo tunelov v cestnej sieti môžeme využívať spoluprácu s Magistratabteilung 33 – Öffentliche Beleuchtung der Stadt Wien, AE Austria alebo Philips Licht Österreich. Nielen tieto svetelnotechnické laboratória, ale aj laboratória v ďalších mestách Rakúska majú k dispozícii kalibrované jasomery série LMK firmy TechnoTeam Bildverarbeitung.

Aby sme porozumeli funkcii CCD kamier s vysokým rozlíšením musíme si pripomenúť ľudské oko. Treba poznamenať, že oko umožňuje vidieť predmety, ktoré majú určité rozmery. To, čo pôsobí bezprostredne na náš zrak pri pozorovaní okolia, je jas jednotlivých predmetov. Zrak umožňuje porovnávať len jas pozorovaných predmetov. V klasických jasomeroch fotoelektrický snímač zachycuje len tú časť svetla, ktorá prechádza objektívom a prestaviteľnou clonou s rozovretím niekoľkých stupňov alebo minút (30, 10, 20´). Všeobecne môžeme povedať, že s použitím klasických jasomerov meriame jas v bode na svietiacej alebo osvetľovanej ploche. Významné zlepšenie pri meraniach jasu poskytuje vizualizácia rozloženia jasu v zornom poli získaná snímaním miesta zrakovej úlohy. Vizuálna informácia získaná snímaním miesta zrakovej úlohy má široký rozsah. Pri zobrazení digitálnou kamerou zachycujeme na CCD čipu viditeľné detaily pozorovaného okolia, t. j. na jednom obraze je bezprostredné okolie úlohy s jasom pozadia a zároveň svetelné zdroje alebo svietidlá s vysokým jasom. Viditeľnú plochu digitálnych obrazov možno rozšíriť, opakovaným snímaním miesta zrakovej úlohy s rôznou dĺžkou expozície. S využitím metód číslicového spracovania obrazovej informácie sa overuje jas svetelných zdrojov alebo svietidiel, jas povrchu vozovky jazdného pásu, prahový prírastok TI a pod.

Obrazovú informáciu CCD kamier s vysokým rozlíšením tvoria snímacie bunky CCD čipu. Pozn.: CCD čip je elektronický integrovaný obvod, v ktorom je elektrický náboj vygenerovaný vo fotodiódach obrazových elementov. Obsahuje milióny (v závislosti od maximálneho rozlíšenia) fotocitlivých diód usporiadaných do riadkov a stĺpcov podobne ako pixle na monitore. Merná jednotka pixel sa používa na vytváranie a meranie digitálnych obrazov. Snímacie bunky CCD čipu nie je však možné neustále zmenšovať, pretože s ich zmenšovaním narastá šum a klesá citlivosť. Ak všetky snímacie bunky CCD čipu reagujú na prichádzajúce svetlo rovnakým spôsobom, digitálna kamera môže zachytiť iba čierno - biele obrazy. Aby sa dosiahlo zaznamenanie všetkých farieb, snímacie bunky CCD čipu sa pokryjú farebnými filtrami Red, Green, Blue (RGB). Svetlo pre každú z troch farieb je rozdelené do viac ako 256 úrovní intenzity. Táto kombinácia 256x256x256 vytvára 16,7 miliónov možných farieb. Pritom jas a farba sa nemôžu vnútri pixlu meniť. Rovnako ako u jasomerov dôležitou súčiastkou CCD kamery s vysokým rozlíšením je objektív. Podobne ako ostatné fotoelektrické snímače aj CCD kamery s vysokým rozlíšením majú vlastnosti, ktoré ich odlišujú od ideálnych snímačov. Pre CCD kamery s vysokým rozlíšením sa určuje totálna chyba z chýb, ktoré sú uvedené v STN EN 13032 Svetlo a osvetlenie. Meranie a vyhodnotenie fotometrických údajov svetelných zdrojov a svietidiel.

Konkrétne CCD kamery s vysokým rozlíšením série LMK firmy TechnoTeam Bildverarbeitung sú osadené CCD čipom veľkosti 8,9(H) x 6,64(V)mm² (2/3´´), počet aktívnych pixlov je 1380(H)x1030(V), veľkosť pixlu je 6,45x6,45µm a hĺbka snímania je 12 bit. Je dôležité vedieť, že spektrálna citlivosť digitálnej kamery je kombináciou spektrálnej citlivosti CCD čipu a spektrálnych charakteristík použitej optiky a farebných filtrov. Maximálny počet snímkou získaných za 1 s závisí od zvolenej dĺžky expozície. Napájanie digitálnej kamery zabezpečuje rozhranie FireWire. Digitálne kamery firmy TechnoTeam Bildverarbeitung sú zamerané na program LMK2000. Samozrejmosťou by mal byť operačný systém Windows 2000/Windows XP.

Záverom je potrebné uviesť, že kalibrované jasomery série LMK: LMK mobile advanced a LMK98-4 Light firmy TechnoTeam Bildverarbeitung, ktoré boli použité podľa CEN/CR 14380:2003 ustanovenia kapitoly 9. Measurement of tunnel lighting installations na porovnanie s vypočítanými jasmi v tuneli SITINA umožňujú netradičným spôsobom rýchlej kontroly (najmä v mobilnej aplikácii) vystaviť protokol o skúške. CCD kamery s vysokým rozlíšením firmy TechnoTeam Bildverarbeitung by nemali chýbať vo výzbroji spoločnosti ELTODO a Národnej diaľničnej spoločnosti (NDS), pretože naprojektovať, vybudovať, prevádzkovať a udržovať osvetlenie cestných tunelov bez analýzy stavu osvetlenia neprichádza do úvahy. Pritom platí stará metrologická zásada: Jedno meranie – žiadne meranie.

Prof. Ing. Pavol Horňák, DrSc.