许多视觉爱好者对光度学的一些基本概念认识比较模糊，比如到底什么是亮度？衡量亮度的单位是什么？如何测量亮度？坎德拉（cd）、流明（lm）、尼特(nit)、勒克斯（lux）这些单位都代表着什么含义等等。本文将针对以上类似问题对光度学的基本概念做一个梳理，但愿逻辑清晰易于大家理解。
光度学
光度学中与光相关的常用量有4个：发光强度、光通量、亮度、照度。其对应的单位为：坎德拉（cd）、流明（lm）、尼特（nit）、勒克斯（lux）。这些均属于光度学（Photometry）的概念，与辐射度量学（Radiometry）概念——如瓦特（W）——是可以一一对应进行理解的。其差别在于：
Photometry（光度学）：关键词是“眼睛，人的感觉”。
Radiometry（辐射度量学）：关键词是“实际能量”。
举个例子，对于一个光源，如果其发出的光能量很高，但都集中在人眼不敏感的红外波段，那么从辐射度量学（radiometry）上面，这个光源很强，但是从光度学（photometry）方面，这个光源就比较弱。所以人眼对于光谱中不同波长的响应就是两类参数之间转换的关键了。这个值叫Luminous efficiency（Φ(λ)）。因为555nm处人眼最灵敏，所以用这个波长的数据作为相对数值的标准，也就是v(555nm)=1；其他波长的Luminous efficiency（Φ(λ)）则都是一个小于1的相对值。对应的数值见下右图，曲线见下左图。
发光强度(Luminous intensity)
坎德拉(cd)
发光强度（I、Intensity），单位坎德拉，即cd。
定义：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)
解释：发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。可以说，发光强度就是描述了光源到底有多“亮”，因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。发光强度越大，光源看起来就越亮，同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮，因此，早些时候描述手电都用这个参数。
光通量(Luminous flux)
流明(lm)
光通量（F，Flux），单位流明，即lm。
定义：光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量
解释：同样，这个量是对光源而言，是描述光源发光总量的大小的，与光功率等价。光源的光通量越大，则发出的光线越多。
在人眼最灵敏的555nm处，流明(lm)和瓦特（W）的换算关系常数Km=638lm/W。或者说，真实的功率（Φe）为1瓦的555nm的光，其光通量（Φ）为638流明。
而对于其他波长l，由于人眼不那么灵敏，同样功率为1W的光，其光通量（Φ）是达不到638lm的；或者说同样1W的光，我们会觉得其他颜色的光不及555nm的亮，luminous efficiency（ν（λ））越小，我们会觉得这光越弱。对于任意波长λ，如果其功率是Φe(λ)，那么在光度学（photometry）上的光通量（Φ(λ)）为：
而如果希望评价非单色光（如日光灯灯光）的”功率”，我们是需要将所有波长都考虑进来的，所以在”功率”这个概念中，辐射测量学（radiometry）中的功率瓦特和光度学（photometry）中的光通量流明可以如下换算：
发光亮度(Luminance)
尼特(nit)
亮度（L，Luminance），单位尼特，即nit。
定义：单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光流。
解释：这个是最容易被误解的概念了。亮度是针对光源而言，而且不是对点光源，是对面光源而言的。无论是主动发光的还是被动（反射）发光的。亮度是一块比较小的面积看起来到底有多“亮”的意思。这个多“亮”，与取多少面积无关，但为了均匀，我们把面积取得比较小，因此才会出现“这一点的亮度”这样的说法。事实上，点光源是没有亮度概念的。另外，发光面的亮度与距离无关，但与观察者的方向有关。说一个手电很“亮”，并不是说该手电的亮度高（因为手电是没有亮度概念的），而是说其发光强度大，或者是说被它照射的物体亮。说一个星星（点光源）很亮，并非是说其亮度高，而是说其星等高而已。亮度不仅取决于光源的光通量，更取决于等价发光面积和发射的会聚程度。
光照度（E，Illuminance），单位勒克斯（即lx或lux）。
定义：1流明的光通量均匀分布在1平方米表面上所产生的光照度。
解释：光照度是对被照地点而言的，但又与被照射物体无关。一个流明的光，均匀射到1m2的物体上，照度就是1lx。照度的测量，用照度表，或者叫勒克斯表、lux表。事实上，照度是最容易测量的了（相对其它三个量），照度表很便宜就可以买到（几百元）。为了保护眼睛便于生活和工作，在不同场所下到底要多大的照度都有规定，例如机房不得低于200lx。阳光下的照度是自然界里面很大的也很常见的了，为11万lx左右（自己实测）。我刚才测量了一下，房间是3.8mx6.5m，有12个20W的日光灯管，桌面照度为400勒克司。
勒克斯（lux）这个单位以及其对应的概念照度（illuminance），就用于描述单位面积的物体/探测器受到了多少”功率”（光通量）；通俗的说，其描述的是”被照”得厉不厉害。其在辐射测量学上对应的单位是：W/m2。
因为lux这个单位对应的是”被照”得厉不厉害，所以我们不能说哪个光源有多少lux；而且在看到照度这个数值的时候，我们一定也要反应过来这是一个和人的眼睛相关的量。
值得一提的是，照度这个概念（单位lux），以及对应的辐射度量学概念辐射照度（单位W/m2）对于光探测器件的对比与评价非常重要。一般情况下，被测物、光学系统和光探测器件共同构成了一个测量。”我这个样品亮度怎么怎么样，这个光电倍增管/光电二极管/相机能不能测？”这样的问题通常难于回答，因为其中缺失了对光学系统的描述。举个极端而通俗的例子，如果光学系统整个设计得不透光，我们是不能因为”我这个样品亮度和太阳差不多，这个光电倍增管/光电二极管/相机居然测不到。”就说这个探测器的灵敏度很差的。而如果问题变成了”我的样品经过我的光学系统打到探测器上有xxx W/m2（lux），这个光电倍增管/光电二极管/相机能不能测？”，这就准确多了。