
30度光束角的雙峰形配光曲線

光強(qiáng)數(shù)學(xué)表達(dá)式

計(jì)算零度角時(shí)候的光強(qiáng)值
同樣的道理,這里有五個(gè)算式,第一個(gè)算式是光強(qiáng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式,也是配光曲線的一個(gè)代數(shù)式,第二行是計(jì)算零度角時(shí)候的光強(qiáng)值,這里需要注意的是,因?yàn)樗请p峰形,零度角的時(shí)候它并不是最大值,最大值發(fā)生在5度的時(shí)候, 5度的時(shí)候它有一個(gè)值,15度的時(shí)候它的光強(qiáng)值是最大值的一半,最后算出的流明輸出數(shù)也是720。
大家可能會(huì)有一個(gè)疑問(wèn),這里有這么復(fù)雜的一些系數(shù),小數(shù)點(diǎn)后面有多少?它是怎么來(lái)的?這個(gè)在數(shù)學(xué)里邊有一個(gè)方法叫迭代法,迭代法可以輸入一些約束值。然后它可以快速地去推出里邊的系數(shù)。大家不一定能理解,你只要知道光強(qiáng)有各種表達(dá)式,就是配光曲線有各種形狀,同樣的角度下面先知道這個(gè)就行了,如果真正感興趣的話可以再去深入研究。

30度光束角的尖頂形配光曲線
這里有兩條曲線,如果懂一點(diǎn)照明知識(shí)的人知道,左邊的一條是極坐標(biāo)形式的,右邊的一條是直角坐標(biāo)形式的一個(gè)配光曲線,這個(gè)形狀的話像一個(gè)子彈頭,我們叫它尖頂形配光曲線。

光強(qiáng)數(shù)學(xué)表達(dá)式
這里四行表達(dá)式,第一行是列出了光強(qiáng)的一個(gè)代數(shù)表達(dá)式,然后第二行是算零度角的最大光強(qiáng)值,第三行是算15度角度下的光強(qiáng)值,剛好是0度角的一半,從這個(gè)角度上能證明它曲線的配光,它的光束角就是30度,光通輸出的流明數(shù)也是720。

30度光束角的平頂形配光曲線


光強(qiáng)數(shù)學(xué)表達(dá)式
這里也列出了它光強(qiáng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式,也就是配光曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式,最大光強(qiáng)15度角度下的光強(qiáng),燈具流明輸出的數(shù)量是720流明。
前面介紹了四種比較典型的30度光束角的配光曲線的形狀,我們?cè)O(shè)想一下把它們放在一張圖上會(huì)是什么一個(gè)效果呢?

配光形狀對(duì)比圖
這就是我把四條曲線放在同一張圖上面,它表現(xiàn)出來(lái)的一個(gè)形式。非常有趣,如果我們搞研究的話,深入下去就可以發(fā)現(xiàn)它的趣味性。我們簡(jiǎn)單來(lái)看一下四種顏色:
首先是看藍(lán)色的部分。藍(lán)色的部分就是下面最胖、最大,然后上面最窄,越往里去紅色的、黑色的和紫色的,都是下面越來(lái)越收窄,然后下面越來(lái)越胖,為什么是這樣呢?什么道理呢?就是為了把它整個(gè)光通的輸出數(shù)量控制在同樣的數(shù)量上面,有些地方多,那其它地方一定要少,這樣總的是一個(gè)平衡的。
這張圖還需要注意的是,如果你翻看前面幾個(gè)最大光強(qiáng)數(shù)值,發(fā)現(xiàn)它們每一個(gè)角度上面最大光強(qiáng)是不一樣的,我們?yōu)槭裁磿?huì)把它畫在同一個(gè)高度上面?就是把它在縱向,高度方向給它大的地方壓扁了,壓扁以后有什么好處呢?這張圖所有在15度角的角度上面的光強(qiáng)值都達(dá)到同樣的值,就是最大光強(qiáng)值的一半。這樣做比較便于對(duì)比,非常直觀的一個(gè)圖,當(dāng)然你也可以按實(shí)際的數(shù)值,把每個(gè)曲線它的高度方向不做壓縮,按實(shí)際的高度來(lái)做。這樣,雖然它的最大光強(qiáng)值一半的地方不在同一個(gè)高度上面,在15度的時(shí)候都是它本身光強(qiáng)數(shù)值的一半,這樣所有燈具發(fā)光角度都是統(tǒng)一的30度,非常精確。

DIALux evo 5軟件界面
前面的幾部分一直做的比較理論化、比較抽象,第三部分來(lái)點(diǎn)具體的、形象的。
首先我們用對(duì)大家來(lái)講非常熟悉、非常好用的一個(gè)軟件,就是DIALux。這個(gè)圖是程序的一個(gè)界面,這個(gè)場(chǎng)景也是阿拉丁去年年底給我布置的一個(gè)作業(yè),當(dāng)時(shí)做的一個(gè)交通地鐵站的一個(gè)模擬計(jì)算。我們把具有相同的功率10w,相同的光通量1000流明,燈具效率72%,最重要的一個(gè)參數(shù)光束角都是30度的四種燈具,四種不同的配光曲線做一個(gè)光斑的對(duì)比。首先是距離一米以外,垂直照射的一個(gè)平面,這個(gè)光斑是什么樣子的?下面具體展開。

垂直照射光斑對(duì)比圖
這張圖就是計(jì)算了一個(gè)渲染圖,可以看到這四個(gè)小白點(diǎn)就是燈具位置,從左到右依次是單峰形、雙峰形、尖頂形、平頂形的四種配光曲線的形狀。一米以外照射同樣一個(gè)平面,照的一個(gè)光斑的對(duì)比圖。這個(gè)大家比較好理解,非常直觀的一個(gè)形狀,只是說(shuō)照射的方向沒有畫,四個(gè)白點(diǎn)是燈具的位置,垂直向下照射的。

垂直照射照度對(duì)比圖
這張圖是照度的一個(gè)偽色圖,可以看到,這里雖然是數(shù)值比較高的地方,它劃分的間距比較大,造成四個(gè)結(jié)果看起來(lái)比較類似,但是還是有所不同的,大家可以看到這個(gè)形狀和數(shù)值,參照前面一頁(yè)圖來(lái)看,直觀一點(diǎn)來(lái)講,四種配光曲線照出來(lái)的結(jié)果也是有差別的,這個(gè)差別可能有的時(shí)候會(huì)很大。

洗墻光斑對(duì)比圖
這張圖就是洗墻的效果,洗墻大家應(yīng)該非常熟悉,這四種燈角度都一樣30度,離墻面大概十公分,白點(diǎn)的位置也是燈具的位置,因?yàn)槭怯闷矫娴膱D形來(lái)表達(dá)立體的東西,可能看得不是那么明顯。大家只要記住,這個(gè)模型里邊燈點(diǎn)的中心離墻面的距離是10公分,也是從左到右依次是單峰、雙峰,尖頂平頂?shù)乃臈l配方曲線照出的一個(gè)效果。

洗墻照度對(duì)比圖
這張圖是照度的一個(gè)偽色圖,可以看出個(gè)燈具最后的結(jié)果應(yīng)該還是有一些區(qū)別。如果能基本理解這篇文章,就是我們通過(guò)探討光束角相等的情況下有各種配方曲線的一個(gè)可能,得出了這樣的一個(gè)結(jié)論,這個(gè)結(jié)論也是應(yīng)該能指導(dǎo)大家將來(lái)的設(shè)計(jì)。光束角相同的燈具光學(xué)性能可能并不完全相同,甚至?xí)泻艽蟮牟顒e,所以我們只談光束角是不夠的,應(yīng)該用配光曲線來(lái)討論。
希望每個(gè)人都能學(xué)到一點(diǎn)東西,謝謝大家。