專利名稱：光照布局仿真方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種仿真系統(tǒng)，特別涉及一種光照布局仿真方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
人們?cè)谶M(jìn)行照明系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)時(shí)，都是將白熾燈、汞燈、鈉燈、金鹵燈等傳統(tǒng)電光 源簡(jiǎn)單地視為點(diǎn)光源或線光源，其光照強(qiáng)度(以下簡(jiǎn)稱照度)分布不均，一般都應(yīng)用于光照 分布要求不高的場(chǎng)合。隨著人們環(huán)保、節(jié)能意識(shí)的不斷提高，人們對(duì)照設(shè)計(jì)提出了更高的要求。以路燈為 例以前人們只要求路燈只要足夠亮就行，經(jīng)常用“燈光通明、如同白晝”等詞語(yǔ)形容城市的 繁華景象；而現(xiàn)在人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到路燈的照射強(qiáng)度過大，不但浪費(fèi)電能，嚴(yán)重的還會(huì)構(gòu)成光 污染；照射強(qiáng)度小了，路人看不清路面，又容易造成交通事故。加之各種新型電光源，如節(jié)能燈，無(wú)極燈，冷陰極燈，LED燈等大量涌現(xiàn)，在節(jié)能、環(huán) 保、耐用性等方面遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)電光源，可以說近幾年來，照明技術(shù)的進(jìn)步幾乎都是圍繞這些 新型燈具展開的，并以這些新型電光源的具體應(yīng)用技術(shù)為主。新型電光源中節(jié)能燈多設(shè)計(jì)成U管型、多U管組合型，螺旋管等管型，多U管組合 型，螺旋管等形狀；低頻無(wú)極燈為環(huán)狀管發(fā)光，高頻無(wú)極燈為球體發(fā)光；LED為點(diǎn)陣組合。這 些新型電光源多形狀特異，已經(jīng)不能簡(jiǎn)單地視為點(diǎn)光源或線光源，在設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)時(shí)，如何 將這些形狀各異的新型電光源的搭配組合，難度很大，如果還要為新型電光源設(shè)計(jì)反光件 (如反光板)或折光件(如折光透鏡)，難度更大，往往需要多次試制實(shí)驗(yàn)、耗費(fèi)大量經(jīng)費(fèi)， 才能最終定形，嚴(yán)重阻礙了新型光源的應(yīng)用與推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何填補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的上述空白，提供一種快捷、方便、 仿真度高、可為照明設(shè)計(jì)提供實(shí)時(shí)、廉價(jià)、準(zhǔn)確的指導(dǎo)的光照布局仿真方法及系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明光照布局仿真方法包括下述步驟①、為每個(gè)電光源——至少為每個(gè)電光源的發(fā)光部位，繪制三維模型；電光源的三 維模型可以采用專用的模具設(shè)計(jì)工具(或軟件)，如AutoCAD、Pro/E、UG等。通過系統(tǒng)的 文件導(dǎo)入功能，選擇設(shè)計(jì)好的模具文件。②、在三維模型的發(fā)光部位的表面上設(shè)定均勻、密布的點(diǎn)，并自每個(gè)點(diǎn)出發(fā)，沿法 線方向(相對(duì)于該點(diǎn)所在面)向外設(shè)置一條射線，所有射線構(gòu)成電光源的光線模型。③、根據(jù)待照射面的形狀(不限于平面)及其與電光源之間的相對(duì)位置，在所述光 線模型的相應(yīng)位置上截取相應(yīng)截面，每根被截取的射線在所述截面上形成一個(gè)截點(diǎn)。其中 截面形狀、位置與待照射面相對(duì)應(yīng)。如此設(shè)計(jì)，所述截面各區(qū)域上的截點(diǎn)密度，與電光源在待照射面的相應(yīng)區(qū)域的實(shí) 際光照強(qiáng)度成正比，所述截面各區(qū)域上的截點(diǎn)密度，可以反映、量化待仿真對(duì)像在待照射面 的相應(yīng)區(qū)域照射強(qiáng)度。
作為優(yōu)化，其還包括下述步驟④、通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定電光源，在待照射面某一區(qū)域上的實(shí)際照射強(qiáng)度，找出該區(qū)域?qū)?際照射強(qiáng)度與步驟③所得截面的相應(yīng)區(qū)域的截點(diǎn)密度的比例關(guān)系，利用該比例關(guān)系，通過 步驟③所得截面其他區(qū)域的截點(diǎn)密度，推算出電光源在待照射面相應(yīng)區(qū)域的照度。如此設(shè)計(jì)，可以建立仿真系統(tǒng)與實(shí)際照明系統(tǒng)的直接換算關(guān)系，使仿真系統(tǒng)更加 準(zhǔn)確。作為優(yōu)化，其還包括下述步驟⑤、依照步驟④推算出的照度，與實(shí)際照度要求之間的差距，調(diào)整步驟②所述電光 源的光線模型的數(shù)量、種類、位置、角度及組合方式，然后，重復(fù)第③、④步，直至依照步驟④ 推算出的照度與實(shí)際照度要求相符。如此設(shè)計(jì)，可在仿真設(shè)計(jì)中反復(fù)調(diào)整，直至得出符合規(guī)定的仿真模型，然后，再按 照符合規(guī)定的仿真模型進(jìn)行量產(chǎn)。這樣企業(yè)不必再作試驗(yàn)性模具生產(chǎn)，節(jié)省資金和時(shí)間。作為優(yōu)化，為所述電光源設(shè)計(jì)折光件(如折光透鏡)或反光件(如反光板等)，相 應(yīng)地在第①步中，應(yīng)為每個(gè)折光件或反光件——至少為其工作面建立相應(yīng)的三維模型；在 第②步所述射線與前述工作面相遇時(shí)，也相應(yīng)地發(fā)生折射或反射，這些射線，與未發(fā)生折射 或反射的射線共同組成電光源的光線模型。如此設(shè)計(jì)，還可在仿真設(shè)計(jì)中為電光源設(shè)計(jì)折 光件或反光件。作為優(yōu)化，為所述電光源設(shè)計(jì)折光件和反光件，相應(yīng)地在第①步中，應(yīng)為每個(gè)折光 件和每個(gè)反光件——至少為其工作面建立相應(yīng)的三維模型；在第②步所述射線與前述工作 面相遇時(shí)，也相應(yīng)地發(fā)生折射或反射，這些射線，與未發(fā)生折射或反射的射線共同組成電光 源的光線模型。如此設(shè)計(jì)，還可在仿真設(shè)計(jì)中為電光源設(shè)計(jì)折光件和反光件。本發(fā)明光照布局仿真系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)和截面截取裝置，其中數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存有多種電 光源的三維模型，至少存有多種電光源的發(fā)光部位三維模型，在三維模型的發(fā)光部位的表 面上設(shè)定均勻、密布的點(diǎn)，并自每個(gè)點(diǎn)出發(fā)，沿法線方向(相對(duì)于該點(diǎn)所在面)向外設(shè)置一 條射線；所有射線構(gòu)成電光源的光線模型，所述截面截取裝置根據(jù)待照射面與電光源之間 的相對(duì)位置，在所述光線模型的相應(yīng)位置上的截取截面，且其截面形狀與待照射面的形狀 相對(duì)應(yīng)。作為優(yōu)化，其還配用光線模型調(diào)整裝置，用于調(diào)整步驟所述光線模型的數(shù)量、種 類、位置、角度及組合方式。本發(fā)明光照布局仿真方法及系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)一、電光源生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)、試制前，可以先利用本發(fā)明作仿真實(shí)驗(yàn)，分析待照射 面得到的光照是否均勻、其照度是否符合規(guī)定的要求。如果能達(dá)到規(guī)定的要求，可加快進(jìn)行 量產(chǎn)，如果不能達(dá)到要求，可在仿真系統(tǒng)中調(diào)整電光源(指其光線模型)的數(shù)量、種類、角 度、位置及組合方式等，直至得出符合規(guī)定的仿真模型，然后，再符合規(guī)定的仿真模型進(jìn)行 量產(chǎn)。這樣就為企業(yè)省去了試驗(yàn)性模具生產(chǎn)所產(chǎn)生的資源浪費(fèi)，同時(shí)也節(jié)省了企業(yè)的試驗(yàn) 時(shí)間。二、本發(fā)明可以為企業(yè)搭建仿真安裝環(huán)境，指導(dǎo)安裝人，提高安裝效率。三、本發(fā)明可以為企業(yè)提供形象的仿真展示平臺(tái)，提高其竟標(biāo)能力，幫助企拓展業(yè) 務(wù)。
四、本發(fā)明光照布局仿真系統(tǒng)還可以為企業(yè)提供已開發(fā)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確記 錄，自動(dòng)記憶，減少重復(fù)設(shè)計(jì)，并為新產(chǎn)品的開發(fā)提供一定素材。適合各種燈具企業(yè)、照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)單位使用，可以極大地降低新產(chǎn)品的研制 成本，并能有效幫助企業(yè)拓展業(yè)務(wù)，幫助企業(yè)提高核心競(jìng)爭(zhēng)力。


下面結(jié)合附圖對(duì)本光照布局仿真方法及系統(tǒng)作進(jìn)一步說明圖1是本光照布局仿真方法的流程框圖；圖2是環(huán)形節(jié)能燈發(fā)光部位的三維模型及其光線模型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是從圖2所示光線模型正下方截取的截面圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式一如圖1-3所示，本光照布局仿真方法包括下述步驟①、為每個(gè)電光源——至少為每個(gè)電光源的發(fā)光部位，繪制三維模型；②、在三維模型發(fā)光部位的表面上設(shè)定均勻、密布的點(diǎn)，并自每個(gè)點(diǎn)出發(fā)，沿法線 方向，向外設(shè)置一條射線，所有射線構(gòu)成電光源的光線模型。例如環(huán)形節(jié)能燈發(fā)光部位的三 維模型及其光線模型，如圖2所示。③、根據(jù)待照射面的形狀(不限于平面)及其與電光源之間的相對(duì)位置，在所述光 線模型的相應(yīng)位置上截取相應(yīng)截面，每根被截取的射線在所述截面上形成一個(gè)截點(diǎn)，其中 截面形狀、位置與待照射面相對(duì)應(yīng)。例如圖3為環(huán)形節(jié)能燈光線模型正下方截取的截面圖。④、通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定電光源，在待照射面某一區(qū)域上的實(shí)際照射強(qiáng)度，找出該區(qū)域?qū)?際照射強(qiáng)度與步驟③所得截面的相應(yīng)區(qū)域的截點(diǎn)密度的比例關(guān)系，利用該比例關(guān)系，通過 步驟③所得截面其他區(qū)域的截點(diǎn)密度，推算出電光源在待照射面相應(yīng)區(qū)域的照度。⑤、依照步驟④推算出的照度，與實(shí)際照度要求之間的差距，調(diào)整步驟②所述電光 源的光線模型的數(shù)量、種類、位置、角度及組合方式，然后，重復(fù)第③、④步，直至依照步驟④ 推算出的照度與實(shí)際照度要求相符。例如通過圖3可以看好出，環(huán)形節(jié)能燈的中心亮度不夠，可以利用本發(fā)明仿真技 術(shù)，找出在其中心加裝何種輔助光源，更合適。還可以為所述電光源設(shè)計(jì)折光件或反光件，相應(yīng)地在第①步中，應(yīng)為每個(gè)折光件 或反光件——至少為其工作面建立相應(yīng)的三維模型；在第②步所述射線與前述工作面相遇 時(shí)，也相應(yīng)地發(fā)生折射或反射，這些射線，和未與前述工作面相遇的射線共同組成電光源的 光線模型。當(dāng)然也可以同時(shí)設(shè)計(jì)折光件和反光件，略。實(shí)施方式二 本光照布局仿真系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)和截面截取裝置，其中數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存 有多種電光源的三維模型，至少存有多種電光源的發(fā)光部位三維模型，在三維模型發(fā)光部 位的表面上設(shè)定均勻、密布的點(diǎn)，并自每個(gè)點(diǎn)出發(fā)，沿法線方向，向外設(shè)置一條射線；所有射 線構(gòu)成電光源的光線模型，所述截面截取裝置根據(jù)待照射面與電光源之間的相對(duì)位置，在 所述光線模型的相應(yīng)位置上的截取截面，且其截面形狀與待照射面的形狀相對(duì)應(yīng)。其還配 用光線模型調(diào)整裝置，用于調(diào)整步驟所述光線模型的數(shù)量、種類、位置、角度及組合方式。
權(quán)利要求
一種光照布局仿真方法，包括下述步驟①、為每個(gè)電光源——至少為每個(gè)電光源的發(fā)光部位，繪制三維模型；②、在三維模型發(fā)光部位的表面上設(shè)定均勻、密布的點(diǎn)，并自每個(gè)點(diǎn)出發(fā)，沿法線方向，向外設(shè)置一條射線，所有射線構(gòu)成電光源的光線模型；③、根據(jù)待照射面的形狀及其與電光源之間的相對(duì)位置，在所述光線模型的相應(yīng)位置上截取相應(yīng)截面，每根被截取的射線在所述截面上形成一個(gè)截點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的光照布局仿真方法，其特征在于其還包括下述步驟④、通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定電光源，在待照射面某一區(qū)域上的實(shí)際照射強(qiáng)度，找出該區(qū)域?qū)嶋H照 射強(qiáng)度與步驟③所得截面的相應(yīng)區(qū)域的截點(diǎn)密度的比例關(guān)系，利用該比例關(guān)系，通過步驟 ③所得截面其他區(qū)域的截點(diǎn)密度，推算出電光源在待照射面相應(yīng)區(qū)域的照度。
3.如權(quán)利要求2所述的光照布局仿真方法，其特征在于其還包括下述步驟⑤、依照步驟④推算出的照度，與實(shí)際照度要求之間的差距，調(diào)整步驟②所述電光源的 光線模型的數(shù)量、種類、位置、角度及組合方式，然后，重復(fù)第③、④步，直至依照步驟④推算 出的照度與實(shí)際照度要求相符。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的光照布局仿真方法，其特征在于為所述電光源設(shè)計(jì) 折光件或反光件，相應(yīng)地在第①步中，應(yīng)為每個(gè)折光件或反光件——至少為其工作面建立 相應(yīng)的三維模型；在第②步所述射線與前述工作面相遇時(shí)，也相應(yīng)地發(fā)生折射或反射，這些 射線，和未與前述工作面相遇的射線共同組成電光源的光線模型。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的光照布局仿真方法，其特征在于為所述電光源設(shè)計(jì) 折光件和反光件，相應(yīng)地在第①步中，應(yīng)為每個(gè)折光件和每個(gè)反光件——至少為其工作面 建立相應(yīng)的三維模型；在第②步所述射線與前述工作面相遇時(shí)，也相應(yīng)地發(fā)生折射或反射， 這些射線，和未與前述工作面相遇的射線共同組成電光源的光線模型。
6.一種光照布局仿真系統(tǒng)，其特征在于包括數(shù)據(jù)庫(kù)和截面截取裝置，其中數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi) 存有多種電光源的三維模型，至少存有多種電光源的發(fā)光部位三維模型，在三維模型的發(fā) 光部位的表面上設(shè)定均勻、密布的點(diǎn)，并自每個(gè)點(diǎn)出發(fā)，沿法線方向，向外設(shè)置一條射線；所 有射線構(gòu)成電光源的光線模型，所述截面截取裝置根據(jù)待照射面與電光源之間的相對(duì)位 置，在所述光線模型的相應(yīng)位置上的截取截面，且其截面形狀與待照射面的形狀相對(duì)應(yīng)。
7.如權(quán)利要求1所述的光照布局仿真系統(tǒng)，其特征在于其還配用光線模型調(diào)整裝置， 用于調(diào)整步驟所述光線模型的數(shù)量、種類、位置、角度及組合方式。全文摘要
本發(fā)明涉及一種光照布局仿真方法及系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)中還沒有照明系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)方法和系統(tǒng)。為此，本發(fā)明光照布局仿真方法包括下述步驟①、為每個(gè)電光源——至少為每個(gè)電光源的發(fā)光部位，繪制三維模型。②、在三維模型發(fā)光部位的表面上設(shè)定均勻、密布的點(diǎn)，并自每個(gè)點(diǎn)出發(fā)，沿法線方向，向外設(shè)置一條射線，所有射線構(gòu)成電光源的光線模型。③、根據(jù)待照射面的形狀(不限于平面)及其與電光源之間的相對(duì)位置，在所述光線模型的相應(yīng)位置上截取相應(yīng)截面，每根被截取的射線在所述截面上形成一個(gè)截點(diǎn)。其中截面形狀、位置與待照射面相對(duì)應(yīng)。本發(fā)明可為照明設(shè)計(jì)提供實(shí)時(shí)、廉價(jià)、準(zhǔn)確的指導(dǎo)，適合各種燈具企業(yè)、照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)單位使用。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101882166SQ200910039308
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者劉偉, 孫曉利, 肖斌, 趙永兵 申請(qǐng)人:珠海菁英節(jié)能科技有限公司