III. rész A megvilágítás, a fénysűrűség mérésének elve Lámpatestek fényeloszlásának mérése, dokumentálása Az EULUMDAT fájlformátum világítástervező programok.

Az előadások a következő témára: "III. rész A megvilágítás, a fénysűrűség mérésének elve Lámpatestek fényeloszlásának mérése, dokumentálása Az EULUMDAT fájlformátum világítástervező programok."— Előadás másolata:

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

2 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.

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

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

5 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.

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

7 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.

8 Az EULUMDAT fájlformátum

9 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

10 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.

11 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

12 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.

13 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.

14 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..

15 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.

16 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

17 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.)

18 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.

19 Vége