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照明设计师怎样更高效测试各场景光分布

安振基 · 2017-12-11
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在现实应用中,据统计有九成以上的照明设计者用不到以上软件,但考量现实设计还是需要一个有效又方便的工具,可以让设计师了解其设计的光分布效果,是否如设计的预期!这里介绍一种近场影像测试工具,提供需要的照明设计师参考。

前言

目前在市面上不论「空间照明设计」或是「灯具光分布设计」的软件非常的多,但分为两种:一种是单纯模拟设计用,另外一种是搭配影像式光度计的使用。

在现实应用中,据统计有九成以上的照明设计者用不到以上软件,但考量现实设计还是需要一个有效又方便的工具,可以让设计师了解其设计的光分布效果,是否如设计的预期!这里介绍一种近场影像测试工具,提供需要的照明设计师参考。

光分布测试

光分布测试的方法以光学的角度来看,一般会有两种方式做测试,分别如下:

1.远场观测(Far Filed)。有关远场的观测设备发展的历史比较久,从有照度计开始的时代就有远场观测的设备,一般称做光分布测试系统或简称分光角度测试仪(GonioPhotometer) 图(1) ,基本原理是来自于照度余弦定律。因此跟样品测试间必须要有足够的光场距离,余弦旋转测试的方式,看其发光源在不同角度上的光照度分配,如图(2)。

图(1)大型球泡灯分光角度测试仪

图(2) 灯源分光角度光照度分布图

2.近场观测(Near Filed)。不需要太大的测试空间与距离,直接面对光源发射(反射)的方向做测量,测量时间短,实时得到的光源强度分布图,类似鸟瞰地形高低分布效果,如图(3)。面型光侦测器(CCD或CMOS)的方式作为光影像讯号测试装置,即时得到的测试影像转为光分布影像。这种方式对于所测样品的大小限制较少,测试容易方便使用者直观判定光分布效果,如图(4)。

图(3)街景近场观测影像光分布图

图(4)小型影像式光度计侦测大空间

舞台灯光的光斑修正

本次设计以要求最严谨的舞台灯光作为实例说明标的,以舞台成像灯来介绍。成像灯可以说是舞台灯具里面要求都最严苛的灯种。尤其对于投光光斑均匀度要求最高,也最难搞。目前许多舞台灯光生产厂商对于灯光的光斑修正非常重视,需要实时修正。

图(4),并且与传统卤钨灯源的进口灯具做一个对照测试,确认其光斑可以修正到何种程度!如以下比较:

图(5)舞台用成像近场光分布图

影像式光度计的设计应用

除以上舞台成像灯实例介绍,影像式光度计(LuxG)具有其它简易方便的测试功能,可以满足大部份设计者,并可以直观判定设计结果。

1.空间照明设计:传统而言,空间照明设计都是采用照度计的方式测量,但是考量到空间内的光分布的状况,如图(6),照明设计人员如果需要在空间上多做点照度测量,容易造成时间浪费。以影像式光分布测试方式可以实时测量到光分布情况,也可以测到整体光空间的实时性优势,另外帮助设计师减少测试时间,减少设计人员误判。

图(6)展示橱窗的光分布影像分析

2.垂直光照度分析:这部分应用主要针对室内外公共空间照明,例如室内外运动场或商场。这些场所对照明要求不在于照明范围的大小与否,主要是让人眼能看清楚商品,因此单独以提高水平照度的方式来增强空间照明度,反而会适得其反,此时要配合人眼视觉的范围,做垂直照度有效分布。尤其弄清楚大型商场在货架跟走道的光分布就很重要,如图(七),货架商品陈列要让消费者清楚看到要买的货品及移动走道,此时光分布测试就可以解决以上问题,参考如下:

图(7)商场垂直照度与水平照度的光分布图

3.景观照明分析:大多数景观照明分析测试主要针对城市夜景照明,即大空间光分布,照明分布好坏可以直接影响视觉感受。一般城市夜景项目比较庞大,要做实时有效光分布分析,对于照明设计师来说却是很困难的。虽然DIALux提供该方面设计与模拟,但实际现场条件状况大都跟模拟设计时的设想条件差异很大。此外景观照明设计在考量时大都要求视觉观赏美感优先,很容易沦为一个主观美感的设计,好坏效果就很难做客观量化评价。所以很多设计师必须以讲故事(Make Story)方式争取标案,造成工程预算的估价无法确实。这部份照明景观设计,如图(8),可以透过Lux G系统实时得到光分布效果分析:

图(8)中国南京青奥中心QQ桥光分布影像图

4.简易眩光分析:专业眩光测试时用影像式光度计操作非常不容易,设备精密且价格昂贵。容易造成景观设计高成本的现象,所以使用LuxG可解决以上问题,使用起来更方便直观且快速。对于设计上出现的不良炫光,可以当下实时分析出来,如下图(9):

图(9)停车场不当炫光照明图

结论

影像式光度计可以算作方法简单、使用方便及最直观的操作方式,并且可将设计者心中理想的设计感觉「图形量化」,这样也更容易高效地跟其他配合的工程人员及业主做沟通。

「工欲善其事必先利其器」这在任何行业都没有例外,照明设计人员也有工具需要。往往因为设备价格与使用等诸多因素没法考虑「影像式光度计」这样工具,若选用单纯的色温计或照度计(辉度计)使用,常有许多困难去达成有效的测试。所以需要重视的是:在DIALux设计照明分布「伪色图」上的呈现,是否与实际光分布情况接近?

整合光色测试单位加上「照明光空间分布」实测伪色图,让设计人员在掌控光源特性上又迈入新的技术境界,可以完全没有顾虑的完成设计作品。

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认证行家
动态19 · 收获阅读169798
浸染行业多年,对于光源检测和照明场景分析经验丰富。可以分析解决视觉照明领域的光色异常现象,帮助照明设计师近场光分布分析,针对频闪现象下的驱动成因分析等等,欢迎大家一起交流。
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