Начнем с того, что свет - это электромагнитное излучение, которое может зафиксировать человеческий глаз. Уже это определение помогает многое расставить по местам: можно говорить о характеристиках света как излучения и о характеристиках действия этого излучения на глаз человека.
Понятие "излучение" связано, прежде всего, с переносом в пространстве некоего количества энергии - энергии излучения. Для оценки этой энергии был введен аналог понятия "мощность" - поток энергии.

Поток энергии - это энергия, переносимая излучением за бесконечно малый промежуток времени. Если обозначить это время как dt, а энергию, переносимую излучением, как dQe, то поток энергии Фе будет определяться:

Фe = dQe / dt

Это понятие является ключевым, и все остальные величины построены на нем.

Свет представляет собой, как правило, сложное излучение, т.е. совокупность (спектр) простых (монохроматических) излучений с определенной длиной волны. Для оценки вклада каждого монохроматического излучения в общий спектр вводят еще одно понятие - спектральная плотность потока излучения. Эта величина есть функция длины волны и определяется как отношение потока энергии в бесконечно малом диапазоне около некоторого значения длины волны к этому диапазону. Говоря обычным языком, мы разбиваем весь диапазон на мелкие кусочки и смотрим, какой поток и как плотно излучается в каждом из них.

Теперь перейдем от энергетических величин, характеризующих любое излучение, к величинам именно световым.

Известно, что человеческий глаз воспринимает разное излучение по разному. В зависимости от длины волны, излучение одинаковой мощности вызывает различную реакцию. Например, излучение с длиной волны 300 нм мы вообще не увидим, а излучение той же мощности, но с длиной волны 555 нм будет видно лучше, чем любое другое. Чтобы учесть все эти особенности Международной комиссией по освещению (МКО) была введена функция V(l) - относительная спектральная световая эффективность излучения для стандартного фотометрического наблюдателя МКО (для дневного зрения).

Функция эта не равна нулю во всем диапазоне видимого света, а максимум функции V(l) приходится на длину волны 555 нм. Это произошло потому, что было определено - реакция глаза среднестатическрго наблюдателя на это излучение максимальна. Для оценки излучения по его действию на глаз человека ввели новую систему - систему световых величин, основной единицей которой стал люмен. Излучение с длиной волны 555 нм и потоком (мощностью) 1 Вт эквивалентно 683 люменам светового потока.

Таким образом, чтобы получить световой поток сложного излучения, необходимо оценить его по действию на глаз, т. е. соотнести с V(l).

Рассмотрим пример. Допустим, что обыкновенная лампа накаливания излучает энергетический поток 60 Вт. Спираль лампы излучает по известным законам, и, следовательно, можно узнать спектральную плотность потока излучения этой лампы (для большинства ламп эти данные можно найти в каталоге производителя). Далее разбиваем весь диапазон (380 - 780 нм) на равные промежутки и для каждой длины волны (по одному среднему значению для промежутка) умножаем спектральную плотность потока излучения на относительную световую эффективность - на 683, и на величину промежутка. Сложив полученные значения, будем иметь световой поток в люменах.

Теперь, когда известен способ перехода от энергетических величин к световым, рассмотрим новою систему подробнее.

С основным понятием - световой поток излучения - мы уже познакомились. Следующим немаловажным понятием является сила света. Сила света в заданном направлении - это отношение светового потока, распространяющегося равномерно в бесконечно малом телесном углу, к величине этого угла. Говоря проще - пространственная плотность светового потока. Сила света по различным направлениям - это очень важная характеристика любого светильника и светового прибора: она показывает, каким образом прибор "светит" в пространство вокруг себя. Единица силы света - кандела. Она является одной из основных единиц системы СИ.

Если предыдущие понятия не очень наглядны, то следующие несколько проще для понимания.

Светимость - плотность светового потока по поверхности излучателя, т. е. отношение потока, излучаемого бесконечно малым участком излучателя, к площади этого участка.

Освещенность - плотность светового потока по освещаемой поверхности. Эта величина служит основой всех проектов, связанных со светом и освещением, так что предлагаем остановиться подробнее именно на ней.
Освещенность измеряется в люксах (лк). Один люкс - это освещенность, которую имеет поверхность площадью 1 кв.м с падающим на нее световым потоком в 1 люмен.

Чаще всего нет необходимости в определении освещенности точно в каждой точке помещения. Для оценки световой среды можно применять так называемые интегральные характеристики светового поля (в большинстве случаев они более наглядны и легче определяются). Все эти характеристики носят название освещенности: освещенность поверхности, цилиндрическая освещенность, полусферическая освещенность, сферическая освещенность.

Освещенность поверхности можно определить как отношение всего светового потока, падающего на поверхность, к площади этой поверхности. Эту характеристику целесообразно применять, при освещении плоских предметов (картины и т. п.).

Цилиндрическая освещенность - это отношение потока, падающего на цилиндр, к площади боковой поверхности бесконечно малого цилиндра. Она определяет насыщенность пространства светом. Эту характеристику применяют в случае освещения предметов, которые рассматриваются с разных сторон (скульптуры, манекены), и людей (актеры, манекенщицы и т.п.). Часто для простоты цилиндрическую освещенность определяют как среднюю освещенность по нескольким плоскостям обзора (например, с четырех разных сторон). Чем больше плоскостей, тем точнее результат.

Полусферическая освещенность и сферическая освещенность аналогично цилиндрической освещенности определяют моделирующие свойства световой среды при разных направлениях зрения.