Справочная книга по светотехнике

СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Центральное место в проектировании ОУ занимает светотехнический расчет, позволяющий определить необходимые характеристики установки (уровни осне - щенпости или яркости, другие качественные показа­тели).

До последнею времени методология светотехниче­скою расчета ОУ. естественно, базировалась па техно­логии ручного труда, которая предусматривала прове­дение вычислительных процедур с помощью таких средств как логарифмическая липейка, математические таблицы и калькулятор. За более чем столетнюю исто­рию развития этой методологии для большинства прак­тически значимых задач были разработаны упрощен­ные, так называемые, инженерные методы расчета, ба­зирующиеся на использовании расчетных таблиц, ipa - фиков и номограмм, а также па типизации и аналити­ческой аппроксимации КСС СП |11|, [13], [84]. Это позволяло существенно облегчить труд проектировщи­ков и дать возможность за приемлемое время получать (хотя и грубую) оценку рассчитываемых параметров. На базе этих методов были разработаны многочислен­ные материалы для проектирования ОУ, а в наиболее завершенной форме процедура расчета была доведена до выбора типовою решения ОУ, в наибольшей степе­ни отвечающею поставленным требованиям. Среди отечественных ученых, внесших наиболее заметный вклад в развитие этого направления, следует упомянугь А. А. Гершуна. В. В. Мешкова, Р. А. Сапожпикова. М. М. Епанешпикова. М. А. Островского, среди зару­бежных — Н. Einhom, I. Jones, I. Neidchard, L. Yamauti. Особая роль здесь принадлежит Г. М. Кноррингу, на классических трудах которого выросло не одно поколе­ние отечественных проектировщиков.

Начиная с 80-х толов прошлого века начался пере­ход ог ручной технологии расчета к компьютерной, ко­торый к настоящему времени практически завершен. Сейчас на рынке нроіраммного обеспечения имеются специализированные светотехнические программы, в том числе и такие, которые позволяют получать на эк­ране монитора изображение моделируемых ОУ, вос­принимаемое близко к реальности (проірам. мьі реали­стической визуализации). В результате произошло раз­деление на разработчиков светотехнических программ и их пользователей (проектировщиков). Труд послед­них коренным образом изменился. По существу, отпал этап проведения светотехнического расчета — самой трудоемкой и изнурительной процедуры. Это дало про­ектировщику возможность сосредоточиться на творче­ской стороне проектирования — поиске наилучшего варианта ОУ.

Что касается методологии таких программ, то оче­видно. что при машинной технологии отпадает всякая необходимость в упрощении основных расчетных алго­ритмов и исходных данных. Задача, как правило, ста­вится в наиболее общем виде, что позволяет расширить область применения программы. Расчетные алгоритмы базируются на современных математических методах, использующих матрично-векторный аппарат. Для наи­более сложных задач (глобальное освещение) применя­ются такие фундаментальные методы, как метод излу - чательности (radiosity) и метод трассировки лучей (ray tracing), позволяющие достаточно адекватно описать сложные процессы переноса ихтучения в рассматрива­емом пространстве. Для представления свстораспреде - ления СП нет необходимости подыскивать аналитиче­скую аппроксимацию КСС, внося при этом дополните­льную погрешность. Для большинства практических задач достаточно иметь значения силы света в таблич­ной форме. При этом удобно использовать стандарти­зированные электронные форматы данных (например. IES). Понятно, что все это требует от разработчика программ знания не только общей методологии свето­технических расчетов, но и специальных математиче­ских методов, а также технологии компьютерной гра­фики.

Учитывая сказанное, в настоящем издании «Спра­вочной книги», в отличие от двух предыдущих, изло­жение данного раздела ориентировано не на ручную, а на компьютерную технологию светотехническою рас­чета. Поэтому вместо ірафиков. таблиц и номограмм здесь приведены сведения о базисных методах и даны расчетные формулы, которые положены в основу рас­четных алгоритмов современных светотехнических компьютерных программ, а также сделан обзор свето­техническою проіраммного обеспечения, имеющегося на рынке.