Физические основы компьютерного моделирования освещения и подсветки

Категория: Техника и технологии | Автор: LightOnline | Опубликовано: 10.03.2010

На сегодняшний день трудно представить себе проектирование чего бы то ни было без использования компьютеров и система автоматизированного проектирования (САПР). Развитие современной техники затронуло и такую динамично развивающуюся область как световой дизайн и в частности проектирование освещения и подсветки. Проектирование освещения на компьютере применяется довольно давно, однако новым этапом развития стало появление нового направления – компьютерного моделирования освещения. Ставшим революционным явлением в современном световом дизайне, позволившим не только значительно сократить трудозатраты при проектных работах, но и вознести качество проектирования освещения на принципиально новый уровень – создание фотореалистичного изображения.

Компьютерное моделирование освещения основано на физически верном моделировании светового поля в трехмерной сцене на основе уравнения глобального освещения. Уравнение не имеет аналитического решения, соответственно используются приближенные методы, наибольшее из которых получил метод излучательности. Метод излучательности используемый при моделировании освещения и подсветки на основе, основан на диффузном приближении. При там приближении коэффициенты отражения всех поверхностей в сцене заменяются на диффузные. Полученное уравнение впервые было получено еще в 20-х годах прошлого века, однако их решение стало возможность только с развитием компьютерной техники в конце прошлого века.

Расчеты освещения сегодня выполняются в нескольких основных программных комплексах, среди них можно выделить наиболее популярные – Dialux, Relux и LightScape. Все они основаны на вычислении уравнения излучательности методом конечных элементов. Метод конечных элементов стал первым методом позволившим решить уравнение излучательности с помощью компьютерного моделирования. Однако данный метод не является единственным возможным для подобного рода уравнений. В данном случае может быть применено прямое моделирование методом Монте-Карло. Подобное решение нашло применение в работах ряда зарубежных и российских специалистов. В частности отметим работы Коробко А. А. и Куща О. К.

Наиболее динамично развивающимся направлением решения уравнения глобального освещения стал метод, основанный на локальных оценках метода Монте-Карло. Наибольшее распространение данный метод получил в атмосферной оптике в работах Томского и Новосибирского университетов. Метод был перенесен из атмосферной оптике в светотехнику в диссертационной работе Желтова В. С. МЭИ. Также есть основания полагать, что схожие методике лежат в ядре VRay используемом при визуализации трехмерных сцен.

к.т.н. Желтов В. С. По материалам статьи: Компьютерное моделирование освещения Дополнительные материалы: Освещение, свет, подсветка, световой дизайн на LightOnline.ru

Комментарии

К этой статье пока нет комментариев. Станьте первым! У нас гости не могут комментировать статьи. Пожалуйста авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы прокомментировать.

Свежие комментарии

Нормальная тема.

Читать

Талантливый человек талантлив во всём! Будь как Паша! А ещё ты можешь ...

Можно выбрать.

Ой, шутник.

https://priornews.ru/zastrojshhik-iz-hmao-sravnil-ufas-s-prestupnoj-gr...