利用量測空間發(fā)光分佈來準(zhǔn)確預(yù)測照明系統(tǒng) B xAyjA6
William J. Cassarly，David R. Jenkins，and Hologer Mönch uoJ@Jt'j
1) Optical Research Associates, 3280 E. Foothill Blvd, Pasadena CA xqm-m
2) Radiant Imaging, Inc. 26425 NE Allen St, Suite 203, Duvall, WA &/dYJv$[9
3) Philips Research Laboratories, Weisshausstr. 2, 52066 Aachen, Germany U{1%ldOJ%
7R5m|h`M 摘要 r2ZSkP.
光源模組是一個重要的元件，它能使軟體模擬去預(yù)期照明系統(tǒng)的輸出。最佳的方式是使用Monte Carlo的照明模擬方法並利用量測整個發(fā)光空間的視野角度來產(chǎn)生光線。這種測量的典型方法是使用照相機拍攝多數(shù)不連續(xù)的視野角度。光線在測量的角度間做角度的設(shè)定是重要的關(guān)鍵，尤其是當(dāng)光源在測量時包含了光學(xué)元件（如反射鏡）。 (\8IgQ{
gq%U5J"x;J 關(guān)鍵字:照明、自動化、最佳化、光學(xué)模組、光線追跡、光學(xué)設(shè)計 ;|qbz]t2(
l4Au{%j\ 1. 概述 M./1.k&@
文獻[1]提供了從照相機擷取多視角的光源模組影像，預(yù)測光源在靠近橢圓反射鏡的第一焦點時在第二焦點的分佈當(dāng)光源在。一個有趣的問題是，若光源及反射鏡一起被測量而且結(jié)果用來預(yù)測第二焦點的分佈會如何？為了回答這個問題，我們比較了三個獨立的測量裝置：1〉直接測量已知孔徑區(qū)域的通量，2〉掃瞄反射鏡/燈泡的組合來合成光源模組，3 〉掃瞄燈泡來合成光源模組後加一反射鏡做光線追跡。第二項是使用測角器對其中心作兩個不同方向的旋轉(zhuǎn)來得到結(jié)果。三個不同的測量顯示在圖 1. ,9,cN-/a
S\76`Ot ]@Z[/z%~04
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{ CH5`& 對積分球直接量測 加工的燈具從多視角 全裸電子管的描光在模組 --OAsbr
h2jrO9 對照相機的測量 反射器照相機的測量 ,FIG5-e,}
u@]rR&h` 圖1: 三種不同的量測在這篇paper上 tJe5`L
6~34L{u
當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)第一和二項相當(dāng)吻合；無論如何，照相機測量最佳的旋轉(zhuǎn)中心是虛像的光源同時發(fā)生。其他旋轉(zhuǎn)中心也能被使用，但對其他的例子，照相機影像的數(shù)目需要增加當(dāng)影像不會重疊。第一和三項也能相配，但準(zhǔn)確的相配由於相當(dāng)?shù)目拷约胺瓷淦鞯男螤詈伪砻嫘再|(zhì)已知。 vVhSl$mW
xig4H7V 2.背景 (N"9C+S}
用Monte Carlo方法進行模擬的照明軟體可以利用四種方式來建立光源。描述每條光線的位置、方向、強度及波長來建立光源。使用照明軟體計算光線通過光學(xué)元件結(jié)果並預(yù)測照度、強度、亮度及比色的分佈情形。四種方法分別是點光源、切趾光源延伸、影像產(chǎn)生法及幾何發(fā)光法。四種方法簡述如下： / jLb{Ky
Ly46S 點光源以假設(shè)光源是沒有限制範(fàn)圍但強度分佈是由模型而來。點光源的主要優(yōu)點是可以很快的從燈具商那得到，而主要的缺點是為涵蓋到有限範(fàn)圍的光源。 mUan(iJ
kxQ al 切趾延伸發(fā)光有兩個部分。第一，光源在體積或是表面上表達。在光線從體積或是表面上產(chǎn)生後，點光源的缺陷大大的被改善。典型的光線在體積上產(chǎn)生，能量密度是定值而且角度分佈是一致的。光線在表面上產(chǎn)生出一致的空間密度及Lambertian強度分佈。第二階段是用切趾法來設(shè)定這些已知的強度分佈及單一視角的空間亮度。雖然切趾光線的演算複雜，但空間切趾法及角度切趾法可預(yù)設(shè)成各自獨立的。這個空間及角度分佈的獨立假設(shè)並非都成立。 M{z&h>
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