室内照明案例分享1—照度分布的模拟

  • 18 July 2022
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本文介绍在 OpticStudio 中对室内照明进行模拟。

创建室内照明

 

通过光源物体创建室内照明。

在这里创建室内照明的规格,如下所示。

  • 亮度     :3000  lm
  • 直径  :φ550 mm
  • 配光  :半值  60°

此外,房间空间设置如下。

  • 宽:2.7 m × 3.6m
  • 高:2.2 m 

对光源物体使用(椭圆)光源。

为了确认光分布,设置(极)探测器和(矩形)检测器。

由于房间高度为 2.2 米,因此(矩形)探测器被设置 2.2 米处。

亮度为 3000lm,因此能量设为 3000

由于直径为φ550mm,在X半值和Y半值参数中输入半径275mm

通过在余弦指数中输入 1 来指定亮度分布。 执行光线追迹的结果如下所示
 

光分布

 

光分布按照输入的余弦 1 次方成比例分布。

此外,最大亮度为 962.53 坎德拉。

 

照度分布

2.7m × 3.6m的探测器放置在距光源 2.2 米处,照度分布如下图所示,中心照度为 197 Lux

从先前的969.6坎德拉开始计算

969.9 坎德拉 / 2.2 米) ^2 = 200 流明 / 平方米,近似计算与模拟结果相符。

 

 

查看照度分布,探测器边缘照度降至中心峰值照度的 36%

 

光谱

我们将使用 YAG 荧光粉白色 LED 光谱进行照明

 

查看光谱,如下图所示。

光源的光谱决定了被照亮物体的外观颜色(显色性)。

参数对室内照明的仿真结果有显著影响。

 

 那么,由于光源的数据是可创建的,因此,我们将在室内设置的条件下,

模拟室内照明

以下为非序列元件编辑器。
 

 

房间大小

  • 宽:2.7 m × 3.6m
  • 高:2.2 m

 

使用矩形体创建墙。

探测器位于每面墙的前面-1mm)。

 

在参考物体中输入“-1”,参考上一个物体。

在探测器的仅前面中输入“1”,仅接收来自前的光线。

 

接下来,为每面墙设置膜层。

膜层可以按下面所示进行添加。

 
Coating名:WALL 

所有可见光范围内的反射率为 65%

 

通过查看不同波长的反射率,可以看到可见光范围的波长内反射率为 65%

 

Coating名:BROWN

在可见光范围内,短波长具有较低的反射率,而长波长具有更高的反射率。

每面墙都反映出所创建膜层的反射率。

散射设置为 “Lambertian。散射百分比,输入 1

通过这样的设定,物体既有所设置膜层的反射率,同时有Lambertian散射特性。

 

完成所有设置后,执行光线追迹。

光线跟踪设置如下所示。

  • 勾选NSC 光线的散射选项。
  • 勾选使用偏振光。

 

NSC Shaded Model中:

光线在每面墙上发生散射,当光线击中地板时,光线会消失。

因为地板的反射率低于墙壁的反射率,表现为被地板被吸收。

 

 

 每个表面的光接收表面如下所示。

 

 

地面

中心照度为292lx

创建光源时的峰值照度为 197lx

可以推断,照明比创建光源时的结果大的原因是,在地板上反射的光增加了。

 

即使相同的光源位于同一位置,房间内的照明及其分布也会因环境而异,这非常复杂。

 

天花板

中心部分较暗,因为安装了光源外壳。

虽然最大照明较低,但由于它与地面相对,因此反射回来的光较少。

 

侧面(背面的宽的一面)和侧面(窄的一面)

这个面的一个值得注意的部分是,峰值照度位于中心偏上,而墙的顶部比墙的底部照度低。

由于顶部更接近光源,因此可以想象峰值照度会靠近顶部。

墙的顶部比墙的底部照度低,可能是因为光源的光强分布与余弦 Θ成正比。 (因为墙的顶部是θ=90°

 


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原文及附件:

 

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