烈日炎炎，你的墨镜或变色镜的遮光效果到底如何？选购时，如何才能不被忽悠？
看完本文，你就能用手机快速、定量地检测其品质，卖家也会不明觉厉地服你。

用照度计检测

作为热身和对比，本实验室先用照度计测量了一下手头的两副墨镜和一副变色镜。

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在一个无云的烈日下，固定好照度计，分别测量无遮挡和用不同眼镜遮挡时的照度值。
（无云是为了保证阳光强度不会有太大的波动，后面的测量都要注意这一点，包括照射角度也要保持固定。）

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烈日下典型的照度是10万Lux，下午4点钟的阳光略弱一点，图中无遮挡时是884(x100Lux，即8.84万）,两副墨镜分别是93和89,而变色镜是246。也就是说，墨镜只透过了约1/10的阳光，而变色镜透过了1/3.6的阳光。显然，这副变色镜比墨镜还是差远了。

顺便说一下，遮挡的角度对结果影响不大，只要眼镜能完全挡住照度计的感光球，读数都差不多。

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用手机快速检测

方法是对着阳光下的一张白纸拍照，

• 直接拍几张
• 用眼镜挡着手机镜头再拍几张

拍摄的过程中，保证白纸刚好占满整个画面，相机和白纸的距离及角度尽量固定不变。

下面是拍摄的一些画面，其中两张明显有暗角的，是拍歪了的，要剔除掉，否则误差会比较大。

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估算方法是看照片属性里的拍摄参数：光圈、快门和ISO。
下图左边是无眼镜遮挡时；右边是用墨镜遮挡时的（偏红是白平衡的问题，不用理会）。

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通常光圈和ISO不会变，直接拿快门值相比即可。

• 无眼镜遮挡时，快门是 1/4270 秒
• 有墨镜遮挡时，快门是 1/353 秒
  所以，阻隔指数是 4270/353 = 12, 即只透过了 1/12 的阳光。
  这，和前面用照度计测量的1/10有点差别，可以多测几次，看看平均值。

如果ISO或光圈有变化呢？严格来说，（相对的）曝光量应该这样计算：

ISO x 快门 / （光圈）的平方

故：

• 无遮挡时：102 / 4270 / 2.0 / 2.0 = 0.00597
• 有遮挡时：100 / 353 / 2.0 / 2.0 = 0.0708
• 阻隔指数（透过光线的比例的倒数）：0.0708 / 0.00597 = 11.86

更专业、更准确的计算

前面的两张照片中，左边发灰的白纸和右边泛红的白纸，你觉得哪张”更亮”？

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——答案是泛红的那张。传统的半定量的方式是通过“直方图”来查看，峰值越靠右边，说明照片越亮。

那么，如果把那张拍暗一点，快门可能就会更快，比如从1/353变成1/400或1/500, 这样测得的阻隔指数可能就变成10.7或者8.5。所以这个因素会影响结果的准确性。

我们很难控制相机让每张照片拍得一样亮（见最后一节“中性灰”），但我们可以计算每张拍好的照片的“有多亮”。

直方图本来是一种手段，但大多数软件（试过Photoshop CS6, FastStone）并不提供直方图的读数（比如峰值的具体位置）。另外，考虑到让测量更自动化，于是采用了Linux下的命令行工具。

ImageMagick里的identify可以直接给出平均亮度：

前面是R/G/B三个通道的，最后是总的（亮度）。作为例子，150.042是实际值，而括号内的0.588398是除以范围255后的相对值。

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可以看到，前面那两张照片的平均亮度分别是：58.8398%和65.348%，差别还不小。

使用这一工具，写一段脚本，可以列出每张照片的曝光参数及照片的平均亮度。

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用Excel整理出如下表格，其中各列的含义是：

• 曝光量：ISO x 快门 / （光圈）的平方
• 曝光结果：即照片的平均亮度
• 比值：曝光量/曝光结果
• 平均值：无遮挡时的比值的平均值，作为基准
• 阻隔指数：有遮挡时的比值 / 上面的基准

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可以看到，前面快速计算阻隔指数为12的，修正后计算结果为10.73。

总体上，变色镜的阻隔指数接近3,两个墨镜的大约是6和10. 除了墨镜1外，其它的两个眼镜都和照度计测量的比较吻合。

变色镜两种测量的是3.6和2.7. 可能是在没有阳光直射时由于变色的原因，阻隔效果有所降低。

对这个结果为6的墨镜1，需要更严格的测试，或者换手机／相机，因为有可能是墨镜对不同光谱成分的阻隔比例不同，而照度计／相机对不同光谱的响应又不同，三个因素共同造成的结果。

背景知识：中性灰/18度灰及小实验

对于（目前还不具备人工智能的）相机而言，它并不知道雪比煤更亮。对所有场景，它都按照统计上的18%的反射率（即18度灰）来曝光，最后总体上的亮度呈现为中等的灰度。

绝对的中性灰是RGB值都为128（或127），结果是50%的亮度。但18度的反射率曝光后是否为50%的亮度呢？我没找到权威的说法，再加上这和相机的调校有关，所以实测结果更能说明问题。

下图是室内日光灯环境下的几张照片：米黄的桌面，白色的墙，苹果笔记本（合上盖和立起来），总体上亮度在54%~62%之间。可见相机并不会机械地把任何场景都拍成50%的亮度，但也不会智能地把白墙拍成90%的亮度。

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前面也看到，对于拍白纸这一场景，曝光的总体亮度有大约10%的波动。对于粗略的测量，忽略这一波动是可接受的；想更准确，把它计算进去更好。

结语

在户外阳光下，用手机对着光照恒定的白纸拍照，对比有墨镜/变色镜遮挡镜头、和无遮挡时的曝光参数（ISO, 光圈，快门），就可以快速计算出眼镜对光线的阻隔效果。

想要更准确，可以用实际拍得的照片的平均亮度进行补偿。根据相机的18度灰的原理，亮度的波动不会太大，大约在50%~70%之间（不同相机的调校可能不一样）。文中提供了代码可用于计算分析。

实际测得，普通变色镜的阻隔指数大约为3（即1/3光线透过），普通墨镜的阻隔指数大约为10（即1/10光线透过）。

作为参考，烈日下的光线（照度）是阴天的10倍以上，是良好照明的室内的300倍。所以，墨镜，尤其是变色镜，再黑点总是好的。

有了测量阻隔指数的方法，连续拍照测量就可以测出变色镜随时间变化的变色曲线了。