III. rész A megvilágítás, a fénysűrűség mérésének elve Lámpatestek fényeloszlásának mérése, dokumentálása Az EULUMDAT fájlformátum világítástervező programok részére A megvilágítás számítása pontmódszerrel Munkaközi !

A szilícium fényelem spektrális érzékenysége jelentősen eltér a láthatósági függvénytől. A megvilágításmérő A szilícium fényelem árama akkor arányos a megvilágítással, ha 0 belső ellenállású műszerrel mérjük az áramát.

Az érzékelő megvilágítása arányos a megcélzott tárgy fénysűrűségével. A fénysűrűségmérő látószőge az érzékelő átmérőjének a fókusztávolsághoz viszonyított arányától függ. A fénysűrűségmérő elve

A fénysűrűségmérő felépítése Az objektíven át érkező fénysugarak egy részének eltérítésével egy irányzó optikai részegységet is kialakítanak.

Fényeloszlás mérése A C-  koordináta rendszerben értelme- zett fényeloszlás mérésére alkalmas goniofotométer elvi felépítését mutatja be az ábra. A lámpatest két egymásra merőleges tengely körül elforgatható. A vízszin- tes tengely körüli forgatással a mérési síkok - a C síkok (meridiánsíkok) - állíthatók be. A függőleges tengely el- forgatásával a  szög - a szélességi szög - változik. A mért megvilágítás és a vizsgálati távolság alapján a fényerősség: I C  = E d 2 A mérési eredmények feldolgozásá- val a lámpatest fotometriai tulajdon- ságai meghatározhatók, a világítás- technikai számítógépes programok részére az EULUMDAT fájlok előállít- hatók.

Közvilágítási lámpatest fényeloszlása Fényeloszlási táblázat Fényeloszlási görbék a C0°- C180°, a C90° és a C270° síkokban

Az EULUMDAT fájlformátum A világítástervező programok jelentős része elfogadja a lámpatestek fotometriai adatait ebben a formátumban. A gyártók vagy a lámpatest adatok telepítésére szolgáló programot („plug-in”) vagy magukat az EULUMDAT fájlokat teszik letölthetővé.

Az EULUMDAT fájlformátum

Forgásszimmetrikus fényeloszlású parkvilágító lámpatest EULUMDAT állománya (Az állomány minden adata külön sorba kerül, az egy oldalon való bemutatás érdekében tördeltük oszlopokba,)  szögek) (I C  fényerősségek) Az EULUMDAT fájlformátum

A megvilágítás számítása Az oldalon szereplő ábrák, egyenletek összefoglalják az xy síkon, vízszintes felületen álló kocka fedőlapján és két oldallapján kialakuló megvilágítás, illetve a világítótest felé forduló függőleges síkon létrejövő megvilágítás meghatározására vonatkozó összefüggéseket. A világítótest a z tengelyre illeszkedik A vízszintes sík E mesterséges megvilágítása átlagának szükséges értékét, a megvilágítás eloszlásának megkívánt jellemzőit szabványok írják elő. A függőleges felületek megvilágítása, ezek aránya a vízszintes felületéhez a tárgyak térbeli megjelenítését (modelling) befolyásolja.

A megvilágítás számítása A z tengelyre illeszkedő, optikai tengelyével az xy sík T pontjára irányított fényvető által a P pontban létrehozott megvílágítás számítható ezekkel az összefüggésekkel. A fényvető forgásszimmetrikus fényeloszlású. A megvilágítás számítása két részfeladatból tevődik össze: a) meghatározzuk a világítótest és a a P pont távolságát, valamint a fénysugár beesési szögét a P pontban Az egyenletek első sora tartalmazza a számítási összefüggéseket. b) meghatározzuk a P ponthoz menő sugár gömbi koordinátáit lámpatesthez rögzített gömbi koordinátarendszerben. Esetünkben egyetlen koordináta, a  szög ismerete szükséges, ennek birtokában az I'  a lámpatest fényeloszlási görbéjéből leolvasható, a harmadik sorban szereplő egyenletekkel a megvilágítás számítható. v: avulási tényező  fL : fényforrások összfényárama a lámpatesten belül, lm

A megvilágítás számítása A manuális számításokat segítheti a számolótábla. A példában szereplő számítás az OpenOffice Calc programjával készült. A fényeloszlási görbe szerinti fényvető fényáramát a mintapéldában 10 klm-el vettük számításba.

A megvilágítás számítása A z tengelyre illeszkedő, optikai tengelyével az xy sík T pontjára irányított fényvető által a P pontban létrehozott megvílágítás számítható ezekkel az összefüggésekkel. A fényvető két síkra szimmetrikus vagy egy síkra szimmetrikus fényeloszlású. A kereskedelmi katalógusokban a fényeloszlást két síkban, a C0°- C180° és a C90°- C270° síkban közlik. Ez a számítás ezekből rekonstruálja a teljes fényeloszlási testet, emiatt a számított megvilágítás tájékoztató jellegű. A koordinátatranszformációval az  és a  gömbi koordinátákat határozzuk meg. A C0°- C180° sik fényeloszlásából az  szögnél az I'  a C90°- C270° síkból a  szögnél az I'  fényerősség, az optikai tengelyben az I'o olvasható le. Ezek birtokában a megvilágítás már számítható.

A megvilágítás számítása Az OpenOffice Calc programmal készült ez a mintapélda, egy szimmetriasíkkal bíró fényeloszlású fényvető által létrehozott megvilágítás számítását mutatja be Az egy szimmetriasíkkal bíró fényeloszlást nevezzük aszimmetrikusnak..

A megvilágítás számítása A vízszintes hatássík megvilágításának számítására vonatkozó összefüggések más esetekben is használhatók, az xyz koordinátarendszer alkalmas elforgatásával, erre mutatnak néhány példát a baloldali ábrák. Lényeges, hogy a z tengely a világítás hatássíkjára merőleges legyen és ettől a síktól mérjük a h világítási magasságot Milyen esetekben lehet szükséges a megvilágítás manuális számítása néhány pontban? a) Egyszerűbb, egy-két fényvetőt tartalmazó díszvilágítás esetén a megfelelő fényeloszlású fényvető kiválasztására, a részletes gépi számítást megelőzően. b) Nincs birtokunkban EULUMDATfájl a fényvetőről, a fényeloszlási görbe alapján viszont tudunk közelítő számításokat végezni.

A megvilágítás számítása vektoralgebrai módszerrel X Y Z x y z O T S P    r = P - S n Z = T - S P: a megvilágított felületelem helyvektora S: a világítótest helyvektora T: a világítótest Z optikai tengelye célpontjának helyvektora ICIC n: a megvilágított felület- elem normálvektora : a fény beesési szöge r: az S és P közötti - a világítási - távolság X,Y,Z: a világítótesthez rögzített térbeli derékszögű koordinátarendszer tengelyei x,y,z: a megvilágított objektum térbeli derékszögű koordinátarendszerének tengelyei  : az r sugár X, Y ill. Z tenge- lyekkel bezárt irányszögei

A megvilágítás számítása vektoralgebrai módszerrel A megvilágítás számítása két részfeladatból tevődik össze: a) meghatározzuk a világítótest és a a P pont távolságát, valamint a fénysugár beesési szögét a P pontban Az egyenletek első sora tartalmazza a számítási összefüggéseket. b) meghatározzuk a P ponthoz menő sugár gömbi koordinátáit lámpatesthez rögzített gömbi koordinátarendszerben. Esetünkben egyetlen koordináta, a  szög ismerete szükséges, ennek birtokában az I'  a lámpatest fényeloszlási görbéjéből leolvasható, a harmadik sorban szereplő egyenletekkel a megvilágítás számítható. A megvilágítás számítása három részfeladatból tevődik össze: a) Az S, T és P koordinátáiból különbségképzéssel számítjuk az r vektort és a Z koordináta- tengelyt, majd ezekből az X és Y tengelyt. Ha Y, a billentés/döntés tengelye vízszintes és Z nem függőleges, Y és X a következő módon határozható meg. b) Meghatározzuk a P ponthoz menő r sugár irányszögeinek koszinuszait. Ezek birtokában a világítótesthez rögzített gömbi koordinátarendszerben az r sugár C és a  koordinátáit következő összefüggések szolgáltatják. C és  ismeretében I C  a lámpatest fényeloszlási táblázatából leolvasható. c) Meghatározzuk a normálvektort, számítjuk a fénysugár beesési szögét, végül kiszámítjuk a vizsgált felületelem megvilágítását a P pontban. HaHa egyébként E = 0 akko r (Ha cos  0, a felületelem önárnyékban van.)

A megvilágítás számítása vektoralgebrai módszerrel A forgásszimmetrikus és a vályús fényvető esetén alkalmazott számítási eljárás összefüggései a vektoralgebra alkalmazásával jöttek létre. A vektoralgebrai alapú számítás lehetővé teszi tetszőleges helyzetű felületelem és tetszőleges irányítású világítótest esetén a megvilágítás meghatározását.

Vége