ES2936257T3 - Métodos y sistemas de iluminación de losetas - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a una lámpara de mosaico que comprende una pluralidad de LED dispuestos en un tablero en la parte trasera de una carcasa rectangular, en la que los LED, en funcionamiento, emiten luz hacia un difusor para difundir la luz de los LED. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Métodos y sistemas de iluminación de losetas
La presente solicitud reivindica la prioridad de los siguientes documentos de Solicitud Provisional de Estados Unidos de América:
N.° de Serie 60/464.185, presentado el 21 de abril de 2003, titulado "Tile lighting Methods and Systems";
N.° de Serie 60/467.913, presentado el 5 de mayo de 2003, titulado "Tile Lighting Methods and Systems";
N.° de Serie 60/500.754, presentado el 5 de septiembre de 2003, titulado "Tile Lighting Methods and Systems"; N.° de Serie 60/523.903, presentado el 20 de noviembre de 2003, titulado "Light System Manager"; y
N.° de Serie 60/558.400, presentado el 31 de marzo de 2004, titulado "Methods and Systems for Providing Lighting Components".
ANTECEDENTES
Se conocen métodos y sistemas de iluminación basados en LED, incluyendo los desarrollados y comercializados por Color Kinetics Incorporated y los desvelados en los documentos de patente, solicitud de patente y otros documentos citados en el presente documento. Existe la necesidad de dispositivos de iluminación mejorados que aprovechen al máximo los aspectos inventivos de los métodos y sistemas de iluminación basados en LED, incluyendo instalaciones con formas particulares, incluyendo instalaciones de iluminación que adoptan la forma de losetas. Un sistema de iluminación de vehículos similar a la invención definida en la reivindicación 1 se desvela en el documento de Patente US 2002/152045 A1.
SUMARIO
Los métodos y sistemas desvelados en el presente documento incluyen los que proporcionan un sistema de iluminación de losetas que puede comprender un sistema de iluminación configurado en forma bidimensional, tal como un cuadrado, un rectángulo, un círculo, un polígono u otra forma. En el presente documento se describen métodos y sistemas para controlar la salida de luz de tal luz de loseta, para construir mecánicamente una luz de loseta para proporcionar una salida de luz óptima, para conectar luces de loseta entre sí para facilitar el direccionamiento y control de tales luces de loseta, para efectos de creación autora (authoring) a presentar con tal luz de loseta, para suministrar energía y datos a tal luz de loseta, y otros aspectos.
Los métodos y sistemas desvelados en el presente documento también incluyen luces tridimensionales que comprenden combinaciones de placas de circuito planas de geometrías simples. Por ejemplo, puede formarse una unidad de iluminación sustancialmente esférica a partir de placas de circuito de polígonos simples, tales como triángulos, hexágonos o pentágonos. Del mismo modo, una unidad de iluminación piramidal puede estar formada por unidades de iluminación triangulares. Tales unidades de iluminación tridimensionales pueden direccionarse, alimentarse y controlarse del modo descrito para otras unidades de iluminación en el presente documento, y los efectos para tales unidades de iluminación pueden realizarse por creación autora usando métodos y sistemas descritos en el presente documento.
Los métodos y sistemas desvelados en el presente pueden comprender además protocolos de control, que pueden incluir disponer una pluralidad de unidades de iluminación en una configuración en serie y controlarlas mediante un flujo de datos a los respectivos ASIC (Circuitos Integrados Específicos de Aplicación) de cada una de las mismas, en donde cada sistema de iluminación responde al primer bit de datos no modificado en el flujo, modifica ese bit de datos y transmite el flujo al siguiente ASIC. Este protocolo se describe en el presente documento, en algunos casos, como un protocolo de "luz en cadena" o como un protocolo cromático, tal como el ofrecido por Color Kinetics Incorporated y descrito en los documentos de solicitud de patente citados en el presente documento.
Los métodos y sistemas pueden incluir además proporcionar una función de comunicación del sistema de iluminación, en donde el sistema de iluminación responde a los datos de una fuente exterior al sistema de iluminación. Los datos pueden provenir de una fuente de señal exterior al sistema de iluminación. La fuente de señal puede ser una fuente de señal inalámbrica. En realizaciones, la fuente de señal incluye un sensor para detectar una condición ambiental, y el control del sistema de iluminación responde a la condición ambiental. En realizaciones, la fuente de señal genera una señal basada en un programa de iluminación escrito para el sistema de iluminación. En realizaciones, el control del sistema de iluminación se basa en la asignación de unidades del sistema de iluminación como objetos en un programa informático orientado a objetos. En realizaciones, el programa informático es un sistema autor (authoring system). En realizaciones, el sistema autor relaciona los atributos de un sistema virtual con los atributos del mundo real de los sistemas de iluminación. En realizaciones, los atributos del mundo real incluyen posiciones de unidades de iluminación del sistema de iluminación. En realizaciones, el programa informático es un juego de computadora. En otras realizaciones, el programa informático es un programa de música. En realizaciones de los métodos y sistemas proporcionados en el presente documento, el sistema de iluminación
incluye una fuente de alimentación. En realizaciones, la fuente de alimentación es una fuente de alimentación controlada por factor de potencia. En realizaciones, la fuente de alimentación es una fuente de alimentación de dos etapas. En realizaciones, la corrección del factor de potencia incluye un condensador de almacenamiento de energía y un convertidor CC-CC. En realizaciones, PFC y condensador de almacenamiento de energía están separados del convertidor CC-CC por un bus.
En realizaciones de los métodos y sistemas proporcionados en el presente documento, los sistemas de iluminación incluyen además disponer al menos una de tales unidades de iluminación dentro de o en un edificio. En realizaciones, las unidades de iluminación están dispuestas en una matriz en un edificio. En realizaciones, la matriz está configurada para facilitar la visualización de al menos uno de un número, una palabra, una letra, un logotipo, una marca y un símbolo. En realizaciones, la matriz está configurada para mostrar un espectáculo de luces con efectos basados en el tiempo.
Los métodos y sistemas desvelados en el presente documento incluyen métodos y sistemas para proporcionar un sistema de iluminación de losetas. El sistema de iluminación de losetas puede incluir una pluralidad de unidades de iluminación direccionables dispuestas en una cuadrícula, un controlador para controlar la iluminación de las unidades de iluminación direccionables y una cubierta difusora de luz para cubrir la cuadrícula. En realizaciones, la cubierta difusora de luz puede incluir un material fosforescente. En realizaciones, la cubierta difusora de luz es sustancialmente translúcida. En realizaciones, la cubierta difusora de luz tiene una forma geométrica. En realizaciones, la cubierta difusora de luz tiene un patrón irregular.
En realizaciones, el sistema de iluminación está configurado para colocarse cerca de sistemas de iluminación similares en una disposición de losetas. En realizaciones, las unidades de iluminación se controlan usando un protocolo de luz en cadena. En realizaciones, el sistema de iluminación puede incluir además un sistema autor para efectos de creación autora en el sistema de iluminación de losetas. En realizaciones, el sistema de iluminación es capaz de coordinar efectos con otro sistema de iluminación similar.
En realizaciones, el sistema de iluminación está dispuesto en un entorno arquitectónico. En realizaciones, el sistema de iluminación está dispuesto en el exterior de un edificio.
Los métodos y sistemas descritos en el presente documento incluyen proporcionar una luz de loseta que incluye una pluralidad de unidades de iluminación lEd dispuestas en una placa de circuito en una matriz, en donde las unidades de iluminación LED responden a señales de control para producir una luz mixta de diferentes colores y un difusor para recibir la luz de las unidades de iluminación. En realizaciones, la cubierta difusora de luz puede incluir un material fosforescente. En realizaciones, la cubierta difusora de luz es sustancialmente translúcida. En realizaciones, la cubierta difusora de luz tiene una forma geométrica. En realizaciones, la cubierta difusora de luz tiene un patrón irregular.
En realizaciones, los métodos y sistemas pueden incluir un sistema autor para efectos de creación autora para el sistema de iluminación. En realizaciones, el sistema autor es una función de creación autora orientada a objetos. En realizaciones, un efecto mostrado en la matriz corresponde a una representación gráfica de la función de creación autora. En realizaciones, un efecto mostrado en la matriz corresponde a una señal de video entrante. En realizaciones, la matriz está dispuesta en un entorno arquitectónico. En realizaciones, la matriz está dispuesta en el exterior de un edificio.
Los métodos y sistemas descritos en el presente documento incluyen proporcionar una luz de loseta que incluye una pluralidad de unidades de iluminación LED lineales dispuestas alrededor del perímetro de un alojamiento sustancialmente rectangular y un difusor para difundir la luz de las unidades de iluminación. En realizaciones, el difusor puede incluir un material fosforescente, puede ser sustancialmente translúcido, puede tener una forma geométrica o puede tener un patrón irregular. En realizaciones, los métodos y sistemas incluyen un reflector en el alojamiento para proporcionar un nivel constante de salida de luz a diferentes partes del difusor. En realizaciones, para dividirse en una pluralidad de celdas. En las realizaciones, las celdas son triangulares. En realizaciones, los métodos y sistemas incluyen un sistema autor para efectos de creación autora para el sistema de iluminación. En realizaciones, el sistema autor es una función de creación autora orientada a objetos. En realizaciones, un efecto mostrado en la matriz corresponde a una representación gráfica de la función de creación autora. En realizaciones, la matriz está dispuesta en un entorno arquitectónico. En realizaciones, la matriz está dispuesta en el exterior de un edificio.
Los métodos y sistemas descritos en el presente documento incluyen sistemas de iluminación que incluyen una serie de unidades de iluminación basadas en LED, en donde cada unidad de iluminación está configurada para responder a datos direccionados a misma en un protocolo de direccionamiento en serie, en donde la serie de unidades de iluminación está configurada en una cadena flexible y una instalación de sujeción para sujetar la cadena flexible en una configuración predeterminada. En realizaciones, la instalación de sujeción es un canal sustancialmente lineal para sujetar la cadena flexible. En realizaciones, la instalación de sujeción mantiene la cadena flexible en una matriz. En realizaciones, los métodos y sistemas incluyen un sistema autor para efectos de creación autora para el sistema de iluminación. En realizaciones, el sistema autor es una función de creación autora orientada a objetos. En
realizaciones, un efecto mostrado en la matriz corresponde a una representación gráfica de la función de creación autora. En realizaciones, un efecto mostrado en la matriz corresponde a una señal de video entrante. En realizaciones, la matriz está dispuesta en un entorno arquitectónico. En realizaciones, la matriz está dispuesta en el exterior de un edificio.
Los métodos y sistemas desvelados en el presente documento incluyen un componente modular para un sistema de iluminación que incluye una serie de unidades de iluminación basadas en LED dispuestas en una matriz en una placa de circuito, en donde cada unidad de iluminación está configurada para responder a datos direccionados a la misma en un protocolo de direccionamiento en serie. Los métodos y sistemas pueden incluir además un sistema autor para efectos de creación autora para el sistema de iluminación. En realizaciones, el sistema autor es una función de creación autora orientada a objetos. En realizaciones, un efecto mostrado en la matriz corresponde a una representación gráfica de la función de creación autora. En realizaciones, un efecto mostrado en la matriz corresponde a una señal de video entrante. En realizaciones, la placa de circuito es una placa de circuito flexible. En realizaciones, la placa de circuito es una placa de circuito impreso. En realizaciones, la matriz está dispuesta en un entorno arquitectónico. En realizaciones, la matriz está dispuesta en el exterior de un edificio.
Los métodos y sistemas desvelados en el presente documento incluyen métodos y sistemas para proporcionar un sistema de iluminación que incluye una pluralidad de componentes modulares, en donde cada componente modular incluye una serie de unidades de iluminación basadas en LED dispuestas en una matriz en una placa de circuito, en donde cada unidad de iluminación está configurada para responder a datos direccionados a la misma en un protocolo de direccionamiento en serie. En realizaciones, los componentes modulares están dispuestos adyacentes entre sí para formar una matriz grande de componentes modulares. Los métodos y sistemas pueden incluir además un sistema autor para efectos de creación autora para el sistema de iluminación. En realizaciones, el sistema autor es una función de creación autora orientada a objetos. En las realizaciones, un efecto que se muestra en la matriz grande corresponde a una representación gráfica de la función de creación autora. En realizaciones, un efecto mostrado en la matriz corresponde a una señal de video entrante. En realizaciones, la matriz está dispuesta en un entorno arquitectónico. En realizaciones, la matriz está dispuesta en el exterior de un edificio.
El método y los sistemas desvelados en el presente documento incluyen dispositivos de iluminación controlados o no controlados en red. Los elementos constitutivos fundamentales incluyen dispositivos de iluminación basados en semiconductores, tales como diodos emisores de luz (LED), que se usan para iluminar superficies. Se incluyen sistemas y métodos para crear superficies que pueden proporcionar patrones de color y capacidad de cambio de color en una diversidad de escalas. Los dispositivos, en muchas realizaciones, pueden estar incorporados en cualquier superficie 2D o 3D. En realizaciones, las superficies iluminadas incluyen geometrías para maximizar la salida de luz, homogeneizar y difundir la salida de luz y dar forma a la salida de luz. Las superficies vistas incorporan texturas y formas 2D o 3D para guiar y dirigir la luz hacia el observador.
También se describe una diversidad de métodos de sujeción para montar y conectar dispositivos sobre o dentro de superficies.
Como se usa en el presente documento para los fines de la presente divulgación, se ha de entender que el término "LED" incluye cualquier diodo emisor de luz u otro tipo de sistema basado en inyección/unión de portadoras que sea capaz de generar radiación en respuesta a una señal eléctrica. De ese modo, el término LED incluye, pero no se limita a, diversas estructuras basadas en semiconductores que emiten luz en respuesta a corriente, polímeros emisores de luz, tiras emisoras de luz, tiras electroluminiscentes y similares.
En particular, el término LED se refiere a diodos emisores de luz de todo tipo (incluyendo diodos emisores de luz orgánicos y semiconductores) que pueden configurarse para generar radiación en uno o más del espectro infrarrojo, espectro ultravioleta y diversas partes del espectro visible (que generalmente incluyen longitudes de onda de radiación de aproximadamente 400 nanómetros a aproximadamente 700 nanómetros). Algunos ejemplos de LED incluyen, pero no se limitan a, diversos tipos de LED infrarrojos, LED ultravioletas, LED rojos, LED azules, LED verdes, LED amarillos, LED ámbar, LED naranjas y LED blancos (discutidos con mayor detalle posteriormente). También se ha de entender que los LED pueden configurarse para generar radiación que tenga diversos anchos de banda para un espectro dado (por ejemplo, ancho de banda estrecho, ancho de banda amplio).
Se ha de observar que los LED en los sistemas de acuerdo con la presente invención podrían ser de cualquier color, incluyendo blanco, ultravioleta, infrarrojo u otros colores del espectro electromagnético. Como se usa en el presente documento, se ha de entender además que el término "LED" incluye, sin limitación, diodos emisores de luz de todo tipo, polímeros emisores de luz, pastillas semiconductoras que producen luz en respuesta a corriente, LED orgánicos, tiras electroluminiscentes y otros sistemas similares. En una realización, un "LED" puede referirse a un solo diodo emisor de luz que tiene múltiples pastillas semiconductoras que se controlan individualmente. También se ha de entender que el término "LED" no restringe el tipo de paquete del LED. El término "LED" incluye LED empaquetado, LED no empaquetado, LED de montaje superficial, LED con chip integrado y LED de todas las demás configuraciones.
El término "LED" también incluye LED empaquetados o asociados a un material (por ejemplo, una sustancia
fosforescente), en donde el material puede convertir la energía del LED a una longitud de onda diferente.
Por ejemplo, una implementación de un LED configurado para generar luz esencialmente blanca (por ejemplo, un LED blanco) puede incluir una diversidad de pastillas que emitan respectivamente en diferentes espectros de luminiscencia que, en combinación, se mezclen para formar luz esencialmente blanca. En otra implementación, un LED de luz blanca puede estar asociado a un material fosforescente que convierte luminiscencia que tiene un primer espectro en un segundo espectro diferente. En un ejemplo de esta implementación, luminiscencia que tiene una longitud de onda relativamente corta y un espectro de ancho de banda estrecho "bombea" el material fosforescente, que a su vez emite radiación de mayor longitud de onda que tiene un espectro algo más amplio.
También se ha de entender que el término LED no limita el tipo de empaquetado físico y/o eléctrico de un LED. Por ejemplo, como se ha discutido anteriormente, un LED puede referirse a un solo dispositivo emisor de luz que tiene múltiples pastillas que están configuradas para emitir respectivamente diferentes espectros de radiación (por ejemplo, que pueden controlarse o no controlarse individualmente). Además, de acuerdo con la invención, un LED está asociado a una sustancia fosforescente que se considera parte integral del LED (por ejemplo, algunos tipos de LED blancos). En general, el término LED puede referirse a LED empaquetados, LED no empaquetados, LED de montaje superficial, LED integrados en placa, LED de empaquetado radial, LED de empaquetado de alimentación, LED que incluyen algún tipo de cubierta y/o elemento óptico (por ejemplo, una lente difusora), etc.
Se ha de entender que el término "fuente de luz" se refiere a una o más de una diversidad de fuentes de radiación, que incluyen, pero no se limitan a, fuentes basadas en LED como se ha definido anteriormente, fuentes incandescentes (por ejemplo, lámparas de filamento, lámparas halógenas), fuentes fluorescentes, fuentes fosforescentes, fuentes de descarga de alta intensidad (por ejemplo, lámparas de vapor de sodio, vapor de mercurio y halogenuros metálicos), láseres, otros tipos de fuentes luminiscentes, fuentes electroluminiscentes, fuentes piroluminiscentes (por ejemplo, llamas), fuentes luminiscentes de vela (por ejemplo, mantos de gas, fuentes de radiación de arco de carbono), fuentes fotoluminiscentes (por ejemplo, fuentes de descarga gaseosa), fuentes luminiscentes catódicas que usan saciedad electrónica, fuentes galvanoluminiscentes, fuentes cristaloluminiscentes, fuentes cineticoluminiscentes , fuentes termoluminiscentes, fuentes triboluminiscentes, fuentes sonoluminiscentes, fuentes radioluminiscentes y polímeros luminiscentes.
Una fuente de luz determinada puede configurarse para generar radiación electromagnética dentro del espectro visible, fuera del espectro visible o una combinación de ambas. Por tanto, los términos "luz" y "radiación" se usan de forma intercambiable en el presente documento. Además, una fuente de luz puede incluir como componente integral uno o más filtros (por ejemplo, filtros de color), lentes u otros componentes ópticos. Además, se ha de entender que las fuentes de luz pueden configurarse para una diversidad de aplicaciones, que incluyen, pero no se limitan a, indicación y/o iluminación. Una "fuente de iluminación" es una fuente de luz que está configurada particularmente para generar radiación que tiene una intensidad suficiente para iluminar de forma eficaz un espacio interior o exterior.
Un sistema LED es un tipo de fuente de iluminación. Como se usa en el presente documento, se ha de entender que "fuente de iluminación" incluye todas las fuentes de iluminación, incluyendo sistemas LED, así como las fuentes incandescentes, incluyendo lámparas de filamento, fuentes piroluminiscentes, tales como llamas, fuentes luminiscentes de vela, tales como mantos de gas y carbón, fuentes de radiación de arco de carbono, así como fuentes fotoluminiscentes, incluyendo descargas gaseosas, fuentes fluorescentes, fuentes de fosforescencia, láseres, fuentes electroluminiscentes, tales como lámparas electroluminiscentes, diodos emisores de luz y fuentes luminiscentes catódicas que usan saciedad electrónica, así como diversas fuentes luminiscentes que incluyen fuentes galvanoluminiscentes, fuentes cristaloluminiscentes, fuentes cineticoluminiscentes, fuentes termoluminiscentes, fuentes triboluminiscentes, fuentes sonoluminiscentes y fuentes radioluminiscentes. Las fuentes de iluminación también pueden incluir polímeros luminiscentes capaces de producir colores primarios.
Se ha de entender que el término "iluminar" se refiere a la producción de una frecuencia de radiación por parte de una fuente de iluminación. Se ha de entender que el término "color" se refiere a cualquier frecuencia de radiación dentro de un espectro; es decir, se ha de entender que un "color", como se usa en el presente documento, incluye frecuencias no solo del espectro visible, sino también frecuencias en las áreas infrarroja y ultravioleta del espectro, y en otras áreas del espectro electromagnético.
Se ha de entender que el término "espectro" se refiere a una o más frecuencias (o longitudes de onda) de radiación producida por una o más fuentes de luz. Por consiguiente, el término "espectro" se refiere a frecuencias (o longitudes de onda) no solo en el intervalo visible, sino también a frecuencias (o longitudes de onda) en el infrarrojo, ultravioleta y otras áreas del espectro electromagnético general. Además, un espectro dado puede tener un ancho de banda relativamente estrecho (esencialmente pocos componentes de frecuencia o longitud de onda) o un ancho de banda relativamente amplio (varios componentes de frecuencia o longitud de onda que tienen varias intensidades relativas). También se ha de entender que un espectro dado puede ser el resultado de una mezcla de dos o más espectros (por ejemplo, mezcla de radiación emitida respectivamente por múltiples fuentes de luz).
Para los fines de la presente divulgación, el término "color" se usa de forma intercambiable con el término "espectro".
Sin embargo, el término "color" se usa generalmente para referirse principalmente a una propiedad de la radiación que es perceptible por un observador (aunque este uso no pretende limitar el alcance de este término). Por consiguiente, las expresiones "diferentes colores" se refieren implícitamente a diferentes espectros que tienen diferentes componentes de longitud de onda y/o anchos de banda. También se ha de entender que el término "color" puede usarse en conexión con luz tanto blanca como no blanca.
La expresión "temperatura de color" se usa generalmente en el presente documento en relación con luz blanca, aunque este uso no pretende limitar el alcance de este término. La temperatura de color se refiere esencialmente a un contenido de color o tono particular (por ejemplo, rojizo, azulado) de luz blanca. La temperatura de color de una muestra de radiación dada se caracteriza convencionalmente de acuerdo con la temperatura en grados Kelvin (K) de un radiador de cuerpo negro que irradia esencialmente el mismo espectro que la muestra de radiación en cuestión. La temperatura de color de la luz blanca cae generalmente dentro de un intervalo de aproximadamente 700 grados K (considerado generalmente el primero visible para el ojo humano) a más de 10.000 grados K.
Las temperaturas de color inferiores indican generalmente que la luz blanca tiene un componente rojo más significativo o una "sensación más cálida", mientras que las temperaturas de color superiores indican generalmente que la luz blanca tiene un componente azul más significativo o una "sensación más fría". A modo de ejemplo, un fuego de leña tiene una temperatura de color de aproximadamente 1800 grados K, una bombilla incandescente convencional tiene una temperatura de color de aproximadamente 2848 grados K, la luz de día de la mañana tiene una temperatura de color de aproximadamente 3000 grados K y el cielo de medio día nublado tiene una temperatura de color de aproximadamente 10.000 grados K. Una imagen en color vista bajo luz blanca con una temperatura de color de aproximadamente 3000 grados K tiene un tono relativamente rojizo, mientras que la misma imagen en color vista bajo luz blanca con una temperatura de color de aproximadamente 10.000 grados K tiene un tono relativamente azulado.
Las expresiones "unidad de iluminación" y "dispositivo de iluminación" se usan de forma intercambiable en el presente documento para referirse a un aparato que incluye una o más fuentes de luz del mismo tipo o de tipos diferentes. Una unidad de iluminación dada puede tener cualquiera de una diversidad de disposiciones de montaje para la fuente o fuentes de luz, disposiciones y formas de cierre/alojamiento, y/o configuraciones de conexión eléctrica y mecánica. Además, una unidad de iluminación dada puede estar asociada opcionalmente a (por ejemplo, incluir, estar acoplada a y/o envasada junto con) otros componentes diversos (por ejemplo, circuitos de control) relacionados con la operación de la fuente o fuentes de luz. Una "unidad de iluminación basada en LED" se refiere a una unidad de iluminación que incluye una o más fuentes de luz basadas en LED, como se ha discutido anteriormente, solas o en combinación con otras fuentes de luz no basadas en LED.
Los términos "procesador" o "controlador" se usan en el presente documento de forma intercambiable para describir diversos aparatos relacionados con la operación de una o más fuentes de luz. Un procesador o controlador puede implementarse de diversas maneras, tal como con hardware dedicado, usando uno o más microprocesadores que se programan usando software (por ejemplo, microcódigo o firmware) para realizar las diversas funciones que se describen en el presente documento, o como una combinación de hardware dedicado para realizar algunas funciones y microprocesadores programados y circuitos asociados para realizar otras funciones. Entre otras cosas, el procesador puede incluir un circuito integrado, tal como un circuito integrado de aplicación específica.
En diversas implementaciones, un procesador o controlador puede estar asociado a uno o más medios de almacenamiento (denominados genéricamente en el presente documento "memoria", por ejemplo, memoria de computadora volátil y no volátil, tal como RAM, PROM, EPROM y EEPROM, disquetes, discos compactos, discos ópticos, cintas magnéticas, etc.). En algunas implementaciones, los medios de almacenamiento pueden estar codificados con uno o más programas que, cuando se ejecutan en uno o más procesadores y/o controladores, realizan al menos algunas de las funciones discutidas en el presente documento. Los diversos medios de almacenamiento pueden encontrarse fijos dentro de un procesador o controlador o pueden ser transportables, de modo que uno o más programas almacenados en los mismos puedan cargarse en un procesador o controlador para implementar diversos aspectos de la presente invención discutidos en el presente documento. El término "programa" o la expresión "programa informático" se usan en el presente documento en un sentido genérico para referirse a cualquier tipo de código informático (por ejemplo, software o microcódigo) que puede emplearse para programar uno o más procesadores o controladores, incluyendo mediante la recuperación de secuencias almacenadas de instrucciones.
El término "direccionable" se usa en el presente documento para referirse a un dispositivo (por ejemplo, una fuente de luz en general, una unidad o accesorio de iluminación, un controlador o procesador asociado a una o más fuentes de luz o unidades de iluminación, otros dispositivos no relacionados con la iluminación, etc.) que está configurado para recibir información (por ejemplo, datos) destinados a múltiples dispositivos, incluyendo a sí mismo, y para responder selectivamente a información particular destinada a los mismos. El término "direccionable" se usa a menudo en relación con un entorno en red (o una "red", discutido con mayor detalle posteriormente), en el que diversos dispositivos se acoplan entre sí a través de algún medio o medios de comunicación.
En una implementación, uno o más dispositivos acoplados a una red pueden servir como controlador para uno o
más dispositivos acoplados a la red (por ejemplo, en una relación maestro/esclavo). En otra implementación, un entorno en red puede incluir uno o más controladores dedicados que están configurados para controlar uno o más de los dispositivos acoplados a la red. Generalmente, múltiples dispositivos acoplados a la red pueden tener cada uno acceso a datos que están presentes en el medio o medios de comunicación; sin embargo, un dispositivo dado puede ser "direccionable" en el sentido de que esté configurado para intercambiar datos de forma selectiva (es decir, recibir datos y/o transmitir datos a) con la red, en función, por ejemplo, de uno o más identificadores particulares (por ejemplo, "direcciones") asignados al mismo. En otra implementación, los dispositivos pueden estar configurados para recibir datos en cierto orden o a lo largo de una determinada ruta, tal como colocados a lo largo de una línea o cadena. En tal implementación, los datos pueden dirigirse a una unidad de iluminación particular de acuerdo con su posición ordinal en la cadena. De ese modo, la primera unidad responde al primer paquete de datos, la segunda unidad responde al segundo paquete de datos y así sucesivamente. Esto puede lograrse, por ejemplo, haciendo que cada unidad de iluminación modifique el paquete de datos que se direcciona a la misma (por ejemplo, colocando un "1" en la primera posición de un byte de datos) y haciendo que cada unidad de iluminación responda al primer paquete de datos sin modificar. Esta y otras implementaciones que se basan en la posición ordinal de las unidades de iluminación a lo largo de una cadena de unidades de iluminación se denominan en el presente documento protocolos de "luz en cadena".
El término "red", como se usa en el presente documento, se refiere a cualquier interconexión de dos o más dispositivos (incluyendo controladores o procesadores) que facilita el transporte de información (por ejemplo, para control de dispositivos, almacenamiento de datos, intercambio de datos, etc.) entre dos cualesquiera o más dispositivos y/o entre múltiples dispositivos acoplados a la red. Como se entenderá fácilmente, diversas implementaciones de redes adecuadas para interconectar múltiples dispositivos pueden incluir cualquiera de una diversidad de topologías de red y emplear cualquiera de una diversidad de protocolos de comunicación. Además, en diversas redes de acuerdo con la presente invención, cualquier conexión entre dos dispositivos puede representar una conexión dedicada entre los dos sistemas o, alternativamente, una conexión no dedicada. Además de transportar información destinada a los dos dispositivos, tal conexión no dedicada puede transportar información no necesariamente destinada a cualquiera de los dos dispositivos (por ejemplo, una conexión de red abierta). Además, se entenderá fácilmente que las diversas redes de dispositivos, como se discute en el presente documento, pueden emplear uno o más enlaces inalámbricos, de hilo/cable y/o de fibra óptica para facilitar el transporte de información a través de la red.
Los sistemas de iluminación descritos en el presente documento también pueden incluir una interfaz de usuario usada para cambiar o seleccionar los efectos de iluminación mostrados por el sistema de iluminación. La comunicación entre la interfaz de usuario y el procesador puede realizarse mediante transmisión alámbrica o inalámbrica. La expresión "interfaz de usuario", como se usa en el presente documento, se refiere a una interfaz entre un usuario u operador humano y uno o más dispositivos que permite la comunicación entre el usuario y los dispositivos. Algunos ejemplos de interfaces de usuario que pueden emplearse en diversas implementaciones de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, interruptores, interfaces hombre-máquina, interfaces de operador, potenciómetros, botones, diales, controles deslizantes, un ratón, teclado, teclado numérico, diversos tipos de controladores de juegos (por ejemplo, joysticks), bolas de seguimiento, pantallas de visualización, diversos tipos de interfaces gráficas de usuario (GUI), pantallas táctiles, micrófonos y otros tipos de sensores que puedan recibir alguna forma de estímulo generado por seres humanos y generar una señal en respuesta al mismo.
Se ha de entender que todas las combinaciones de los conceptos anteriores y conceptos adicionales discutidos con mayor detalle posteriormente se contemplan como parte de la materia objeto de la invención desvelada en el presente documento. En particular, todas las combinaciones de la materia objeto reivindicada que aparece al final de la presente divulgación se contemplan como parte de la materia objeto de la invención desvelada en el presente documento.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 ilustra un ejemplo de una unidad de iluminación que puede servir como dispositivo en un entorno de iluminación de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 2 representa un sistema de iluminación con una pluralidad de unidades de iluminación y un controlador central.
La Figura 3 es un diagrama esquemático de un dispositivo de programación para programar una unidad de iluminación de acuerdo con los principios de la invención.
La Figura 4 representa diversas configuraciones de unidades de iluminación de acuerdo con la invención.
La Figura 5 representa un dispositivo de iluminación de losetas que no forma parte de la invención.
La Figura 6 representa métodos y sistemas de montaje en pared para una realización de luz de loseta que no forma parte de la invención.
La Figura 7 representa un sistema de rieles de montaje en pared para un sistema de iluminación de losetas.
La Figura 8 es un diagrama esquemático de una conexión eléctrica y mecánica entre unidades de un sistema de iluminación de losetas.
La Figura 9 ilustra una conexión magnética entre dos unidades de luz de loseta.
La Figura 10 ilustra un sistema de soporte para conectar unidades de iluminación de losetas.
La Figura 11 ilustra una parte de un controlador de unidad de iluminación que incluye un sensor de energía que no forma parte de la presente invención.
La Figura 12 muestra un ejemplo de una implementación de circuito de un controlador de unidad de iluminación que incluye un módulo de detección de energía que no forma parte de la invención.
La Figura 13 ilustra un sistema de soporte para conectar unidades de iluminación de losetas y para unir las unidades de iluminación de losetas a una pared u otra superficie.
La Figura 14 ilustra un sistema para crear un efecto de halo alrededor de una unidad de iluminación de losetas. La Figura 15 ilustra una realización con borde iluminado del interior de una luz de loseta, así como la cubierta exterior iluminada de la luz de loseta.
La Figura 16 ilustra realizaciones de un exterior de panel difusor para una unidad de iluminación de losetas.
La Figura 17 ilustra realizaciones adicionales de un panel difusor exterior de una unidad de iluminación de losetas. La Figura 18 ilustra una unidad de iluminación de losetas diseñada para colocarse al ras de una superficie plana. La Figura 19 ilustra factores de forma adicionales para una unidad de iluminación de losetas que está diseñada para colocarse al ras sobre una superficie plana.
La Figura 20 representa una matriz o cuadrícula de unidades de iluminación direccionables que pueden formar el interior de una unidad de iluminación de losetas.
La Figura 21 representa otra realización de una matriz o cuadrícula de unidades de iluminación direccionables para el interior de las unidades de iluminación de losetas.
La Figura 22 representa una realización de un elemento difusor dispuesto proximalmente a una unidad de iluminación LED para difundir la luz en una unidad de iluminación de losetas.
La Figura 23 muestra una configuración de teselación de Penrose para una unidad de iluminación.
La Figura 24 es un diagrama esquemático que muestra elementos para crear una señal de control de iluminación. La Figura 25 es un diagrama esquemático que muestra elementos para generar una señal de control de iluminación desde una función de animación y una función de gestión de iluminación.
La Figura 26 ilustra un archivo de configuración para datos relacionados con sistemas de iluminación en un entorno. La Figura 27 ilustra una representación virtual de un entorno usando una pantalla de computadora.
La Figura 28 es una representación de un entorno con sistemas de iluminación que proyectan luz sobre partes del entorno.
La Figura 29 es un diagrama esquemático que muestra la propagación de un efecto a través de un sistema de iluminación.
La Figura 30 es un diagrama de flujo que muestra las etapas para usar un dispositivo de captura de imágenes para determinar las posiciones de una pluralidad de sistemas de iluminación en un entorno.
La Figura 31 es un diagrama de flujo que muestra las etapas para interactuar con una interfaz gráfica de usuario para generar un efecto de iluminación en un entorno.
La Figura 32 es un diagrama esquemático que representa sistemas de iluminación que transmiten datos generados por un transmisor de red.
La Figura 33 es un diagrama de flujo que muestra las etapas para generar una señal de control para un sistema de iluminación usando una técnica de programación orientada a objetos.
La Figura 34 muestra una configuración de múltiples unidades de iluminación de losetas en una red de autoconfiguración.
La Figura 35 muestra una unidad de iluminación sustancialmente esférica formada por una pluralidad de unidades de iluminación de placa de circuito plana.
La Figura 36 muestra una vista detallada de los elementos de la realización de la Figura 35.
La Figura 37 muestra un elemento de placa de circuito sustancialmente triangular diseñado para entrelazarse con otros elementos de placa de circuito para formar la unidad de iluminación sustancialmente esférica de la Figura 35. La Figura 38 muestra sólidos platónicos que pueden formarse a partir de polígonos y que pueden comprender configuraciones de unidades de iluminación que no forman parte de la invención.
La Figura 39 muestra una configuración de red para una pluralidad de unidades de iluminación.
La Figura 40 muestra una pluralidad de luces de loseta conectadas por un bus serie de muy alta velocidad.
La Figura 41 muestra un conjunto de LED colocados en proximidad variable a un difusor.
La Figura 42 muestra una vista directa de una placa de LED con una pluralidad de elementos de iluminación dispuestos sobre la misma.
La Figura 43 muestra una placa de LED con un difusor dispuesto cerca de la misma formando un ángulo con respecto a la superficie de la placa.
La Figura 44 muestra realizaciones de diferentes formas y tipos de materiales que pueden usarse como difusores. La Figura 45 muestra ejemplos de instalaciones de sujeción para nodos de luz de los métodos y sistemas descritos en el presente documento.
La Figura 46 muestra un mecanismo de sujeción a presión para un nodo de luz.
La Figura 47 muestra una superficie compleja tridimensional de un difusor.
La Figura 48 muestra un difusor hemisférico con un elemento gráfico incluido en el mismo.
La Figura 49 muestra la superposición de materiales sobre una serie de nodos de luz, incluyendo materiales transparentes y translúcidos.
La Figura 50 muestra la superposición de un logotipo u otro elemento gráfico en una matriz de nodos de luz.
La Figura 51 muestra una matriz plana regular de LED en una placa.
La Figura 52 muestra un patrón irregular de LED en una matriz.
La Figura 53 muestra una configuración de banda de Mobius tridimensional de una matriz de LED.
La Figura 54 muestra una cuadrícula para contener nodos de luz.
La Figura 55 muestra una realización de una cuadrícula que contiene nodos de luz configurados para representar una imagen.
La Figura 56 muestra un nodo de luz en cadena con una tapa de lente corta.
La Figura 57 muestra un nodo de luz en cadena con una tapa de lente alargada.
La Figura 58 muestra un nodo de luz en cadena sin tapa de lente.
La Figura 59 muestra un dibujo de CAD de un nodo de luz en cadena.
La Figura 60 muestra un dibujo de CAD de un nodo de luz en cadena en una realización sin lentes.
La Figura 61 muestra una luz de loseta con una interfaz de usuario de detección.
La Figura 62 muestra superficies sobre las que puede disponerse una unidad de iluminación de losetas, o en las que puede integrarse.
La Figura 63 muestra una realización de una lámpara de loseta para iluminar un entorno acuático.
La Figura 64 muestra una placa de circuito con una matriz de fuentes de luz.
La Figura 65 muestra otra realización de una placa de circuito con una matriz de fuentes de luz.
La Figura 66 muestra una vista posterior de la placa de circuito impreso de las Figuras 64 y 65.
La Figura 67 muestra configuraciones adicionales para unidades de iluminación.
La Figura 68 muestra una matriz creada a partir de una pluralidad de nodos.
Las Figuras 69A-B muestran una función de gestión del sistema de iluminación.
La Figura 70 muestra una realización de una función de gestión de sistema de iluminación en red.
La Figura 71 muestra una realización de un administrador de sistemas de iluminación en donde las instrucciones de control se transmiten como scripts de XML.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
La siguiente descripción se refiere a diversas realizaciones ilustrativas de la invención.
De ese modo, el alcance de la invención no debe quedar limitado en modo alguno por la siguiente divulgación. A continuación, se describen diversas realizaciones, incluyendo ciertas realizaciones relacionadas particularmente con fuentes de luz basadas en LED. Sin embargo, se ha de entender que la presente invención no se limita a ninguna forma particular de implementación, y que las diversas realizaciones discutidas explícitamente en el presente documento son principalmente con fines ilustrativos. Por ejemplo, los diversos conceptos discutidos en el presente documento pueden implementarse adecuadamente en una diversidad de entornos que involucran fuentes de luz basadas en LED, otros tipos de fuentes de luz que no incluyen LED, entornos que involucran LED y otros tipos de fuentes de luz en combinación, y entornos que involucran dispositivos no relacionados con iluminación solos o en combinación con diversos tipos de fuentes de luz.
La Figura 1 ilustra un ejemplo de una unidad de iluminación 100 que puede servir como dispositivo en un entorno de iluminación de acuerdo con una realización de la presente invención. Pueden encontrarse algunos ejemplos de unidades de iluminación basadas en LED similares a las que se describen posteriormente en relación con la Figura 1, por ejemplo, en el documento de Patente de Estados Unidos de América n.° 6.016.038, presentado el 18 de enero 2000 de Mueller et al., titulado "Multicolored LED Lighting Method and Apparatus", y el documento de Patente de Estados Unidos de América n.° 6.211.626, presentado el 3 de abril de 2001 de Lys et al., titulado "Illumination Components."
En diversas realizaciones de la presente invención, la unidad de iluminación 100 mostrada en la Figura 1 puede usarse sola o junto con otras unidades de iluminación similares en un sistema de unidades de iluminación (por ejemplo, como se discute con mayor detalle posteriormente en relación con la Figura 2). Usada sola o en combinación con otras unidades de iluminación, la unidad de iluminación 100 puede emplearse en una diversidad de aplicaciones que incluyen, pero no se limitan a, iluminación de espacios interiores o exteriores en general, iluminación directa o indirecta de objetos o espacios, iluminación de efectos especiales/teatral o basada en otros entretenimientos, iluminación decorativa, iluminación orientada a seguridad, en iluminación de vehículos de acuerdo con la invención, iluminación, iluminación de dispositivos de visualización y/o mercancías (por ejemplo, para publicidad y/o en entornos minoristas/consumidores), sistemas combinados de iluminación y comunicación, etc., así como para diversos fines de indicación e información.
Además, una o más unidades de iluminación similares a las descritas en relación con la Figura 1 pueden implementarse en una diversidad de productos que incluyen, pero no se limitan a, diversas formas de accesorios de iluminación, diversas formas de módulos de luz o bombillas que tienen diversas formas y disposiciones de acoplamiento eléctrico/mecánico (incluyendo módulos o bombillas de reemplazo o "actualización" adaptados para uso en enchufes o instalaciones convencionales), así como una diversidad de productos de consumo y/o domésticos (por ejemplo, luces nocturnas, juguetes, juegos o componentes de juegos, componentes o sistemas de entretenimiento, utensilios, electrodomésticos, utensilios de cocina, productos de limpieza, etc.).
En una realización, la unidad de iluminación 100 mostrada en la Figura 1 puede incluir una o más fuentes de luz 104, tales como las fuentes de luz 104A, 104B, 104C y 104D de la Figura 1, en donde una o más de las fuentes de luz
pueden ser una fuente de luz basada en LED que incluye uno o más diodos emisores de luz (LED). En un aspecto de esta realización, dos o más de las fuentes de luz 104A, 104B, 104C y 104D pueden estar adaptadas para generar radiación de diferentes colores (por ejemplo, rojo, verde y azul, respectivamente). Aunque la Figura 1 muestra cuatro fuentes de luz 104A, 104B, 104C y 104D, se ha de entender que la unidad de iluminación no está limitada a este respecto, ya que, en la unidad de iluminación 100, pueden emplearse numerosos y diversos tipos de fuentes de luz diferentes (todas las fuentes de luz basadas en LED, fuentes de luz basadas y no basadas en LED en combinación, etc.) adaptados para generar radiación de una diversidad de colores diferentes, incluyendo esencialmente luz blanca, como se discute con mayor detalle posteriormente.
Como se muestra en la Figura 1, la unidad de iluminación 100 también puede incluir un procesador 102 que está configurado para emitir una o más señales de control para controlar las fuentes de luz 104A, 104B, 104C y 104D para generar diversas intensidades de luz desde el fuentes de luz. Por ejemplo, en una implementación, el procesador 102 puede estar configurado para emitir al menos una señal de control para cada fuente de luz para controlar de forma independiente la intensidad de la luz generada por cada fuente de luz. Algunos ejemplos de señales de control que puede generar el procesador para controlar las fuentes de luz incluyen, pero no se limitan a, señales moduladas por pulso, señales moduladas por ancho de pulso (PWM), señales moduladas por amplitud de pulso (PAM), señales moduladas por desplazamiento de pulso, señales de control analógicas (por ejemplo, señales de control de corriente, señales de control de tensión), combinaciones y/o modulaciones de las señales anteriores u otras señales de control. En un aspecto, el procesador 102 puede controlar otra circuitería dedicada (no mostrada en la Figura 1), que a su vez controla las fuentes de luz para variar sus respectivas intensidades.
Los sistemas de iluminación de acuerdo con la presente memoria descriptiva pueden operar los LED de manera eficaz. Las características de rendimiento habituales de los LED dependen de la cantidad de corriente consumida por el LED. La eficacia óptima puede obtenerse a una corriente más baja que el nivel en donde se produce el brillo máximo. Los LED se activan generalmente muy por encima de su corriente de operación más eficaz para aumentar el brillo proporcionado por el LED mientras se mantiene una expectativa de vida razonable. Como resultado, puede proporcionarse una mayor eficacia cuando el valor máximo de corriente de la señal PWM puede ser variable. Por ejemplo, si la salida de luz deseada es menor que la salida máxima requerida, puede reducirse el máximo de corriente y/o el ancho de la señal PWM. Esto puede resultar en modulación por amplitud de pulso (PAM), por ejemplo; sin embargo, el ancho y la amplitud de la corriente usados para activar el LED pueden variarse para optimizar el rendimiento del LED. En una realización, un sistema de iluminación también puede estar adaptado para proporcionar solo control de amplitud de la corriente a través del LED. Aunque muchas de las realizaciones proporcionadas en el presente documento describen el uso de PWM y PAM para controlar los LED, un experto en la materia entenderá que existen muchas técnicas para lograr el control de LED descrito en el presente documento y, como tal, el alcance de la presente invención no está limitado por ninguna técnica de control. En realizaciones, es posible usar otras técnicas, tales como modulación por frecuencia de pulso (PFM) o modulación por desplazamiento de pulso (PDM), tal como en combinación con una cualquiera o ambas de PWM o PAM.
La modulación por ancho de pulso (PWM) implica suministrar una corriente sustancialmente constante a los LED durante períodos de tiempo específicos. Cuanto más corto sea el tiempo, o el ancho del pulso, menos brillo observará un observador en la luz resultante. El ojo humano integra la luz que recibe durante un período de tiempo y, aunque la corriente a través del LED puede generar el mismo nivel de luz independientemente de la duración del pulso, el ojo percibirá los pulsos cortos como "más tenues" que los pulsos más largos. La técnica PWM se considera una de las técnicas preferidas para controlar los LED, aunque la presente invención no se limita a tales técnicas de control. Cuando se proporcionan dos o más LED de colores en un sistema de iluminación, los colores pueden mezclarse y pueden generarse muchas variaciones de colores cambiando la intensidad, o la intensidad percibida, de los LED. En una realización, se presentan tres colores de LED (por ejemplo, rojo, verde y azul) y cada uno de los colores se controla con PWM para variar su intensidad aparente. Este sistema permite la generación de millones de colores (por ejemplo, 16,7 millones de colores cuando se usa control de 8 bits en cada uno de los canales PWM).
En una realización, los LED se modulan con PWM modulando además la amplitud de la corriente que activa los LED (Modulación por amplitud de pulso, o PAM). La eficacia del LED aumenta hasta un máximo seguido de una disminución de la eficacia en función de la corriente. Generalmente, los LED se activan a un nivel de corriente superior a su eficacia máxima para lograr un mayor brillo y mantener una expectativa de vida aceptable. Generalmente, el objetivo es maximizar la salida de luz del LED manteniendo una vida útil aceptable. En una realización, los LED pueden activarse con un máximo de corriente inferior cuando se desean intensidades inferiores. Todavía puede usarse PWM, pero la intensidad de corriente máxima también puede variarse dependiendo de la salida de luz deseada. Por ejemplo, para disminuir la intensidad de la salida de luz desde un punto operativo máximo, la amplitud de la corriente puede disminuirse hasta que se logre la máxima eficacia. Si se desean reducciones adicionales en el brillo del LED, la activación PWM puede reducirse para reducir el brillo aparente.
En una realización de la unidad de iluminación 100, una o más de las fuentes de luz 104A, 104B, 104C y 104D mostradas en la Figura 1 pueden incluir un grupo de LED múltiples u otros tipos de fuentes de luz (por ejemplo, diversas conexiones en paralelo y/o en serie de LED u otros tipos de fuentes de luz) que se controlan conjuntamente mediante el procesador 102.
Además, se ha de entender que una o más de las fuentes de luz 104A, 104B, 104C y 104D pueden incluir uno o más LED que están adaptados para generar radiación que tiene cualquiera de una diversidad de espectros (es decir, longitudes de onda o bandas de longitud de onda), que incluyen, pero no se limitan a, diversos colores visibles (incluyendo esencialmente luz blanca), diversas temperaturas de color de luz blanca, ultravioleta o infrarrojo.
En otro aspecto de la unidad de iluminación 100 mostrada en la Figura 1, la unidad de iluminación 100 puede estar construida y dispuesta para producir una amplia gama de radiación de color variable. Por ejemplo, la unidad de iluminación 100 puede estar particularmente dispuesta de modo que la luz de intensidad variable controlada por el procesador generada por dos o más de las fuentes de luz se combine para producir una luz de colores mixtos (que incluye esencialmente luz blanca que tiene una diversidad de temperaturas de color). En particular, el color (o temperatura de color) de la luz de colores mixtos puede variarse variando una o más de las respectivas intensidades de las fuentes de luz (por ejemplo, en respuesta a una o más señales de control emitidas por el procesador 102). Además, el procesador 102 puede estar particularmente configurado (por ejemplo, programado) para proporcionar señales de control a una o más de las fuentes de luz para generar una diversidad de efectos de iluminación de múltiples colores (o múltiples temperaturas de color) estáticos o variables en el tiempo (dinámicos).
Como se muestra en la Figura 1, la unidad de iluminación 100 también puede incluir una memoria 114 para almacenar información diversa. Por ejemplo, la memoria 114 puede emplearse para almacenar uno o más programas de iluminación para que sean ejecutados por el procesador 102 (por ejemplo, para generar una o más señales de control para las fuentes de luz), así como diversos tipos de datos útiles para generar radiación de color variable (por ejemplo, información de calibración, discutida con mayor detalle posteriormente). La memoria 114 también puede almacenar uno o más identificadores particulares (por ejemplo, un número de serie, una dirección, etc.) que pueden usarse localmente o a nivel de sistema para identificar la unidad de iluminación 100. En diversas realizaciones, tales identificadores pueden haber sido preprogramados por un fabricante, por ejemplo, y pueden ser alterables o no alterables posteriormente (por ejemplo, a través de algún tipo de interfaz de usuario ubicada en la unidad de iluminación, a través de uno o más datos o señales de control recibidos por la unidad de iluminación, etc.). Alternativamente, tales identificadores pueden determinarse en el momento de uso inicial de la unidad de iluminación en el campo y, nuevamente, pueden ser alterables o no alterables posteriormente.
Un problema que puede surgir en relación con el control de múltiples fuentes de luz en la unidad de iluminación 100 de la Figura 1 y el control de múltiples unidades de iluminación 100 en un sistema de iluminación (por ejemplo, como se discute posteriormente en relación con la Figura 2), se refiere a diferencias potencialmente perceptibles en la salida de luz entre fuentes de luz sustancialmente similares. Por ejemplo, dadas dos fuentes de luz casi idénticas que se activan con respectivas señales de control idénticas, la intensidad real de la salida de luz de cada fuente de luz puede ser perceptiblemente diferente. Tal diferencia en la salida de luz puede atribuirse a diversos factores que incluyen, por ejemplo, ligeras diferencias de fabricación entre las fuentes de luz, desgaste normal y deterioro con el tiempo de las fuentes de luz que pueden alterar de modo diferente los espectros respectivos de la radiación generada, etc. Para los fines de la presente discusión, las fuentes de luz para las que no se conoce una relación particular entre una señal de control y la intensidad resultante se denominan fuentes de luz "no calibradas".
El uso de una o más fuentes de luz no calibradas en la unidad de iluminación 100 mostrada en la Figura 1 puede dar como resultado la generación de luz que tiene un color o temperatura de color impredecible o "no calibrado". Por ejemplo, considérese una primera unidad de iluminación que incluye una primera fuente de luz roja no calibrada y una primera fuente de luz azul no calibrada, cada una controlada por una señal de control correspondiente que tiene un parámetro ajustable en un intervalo de cero a 255 (0-255). Para los fines de este ejemplo, si la señal de control roja se establece en cero, se genera luz azul, mientras que si la señal de control azul se establece en cero, se genera luz roja. Sin embargo, si ambas señales de control se varían desde valores distintos de cero, pueden producirse una diversidad de colores perceptiblemente diferentes (por ejemplo, en este ejemplo, como mínimo, son posibles muchos tonos diferentes de púrpura). En particular, tal vez un color deseado particular (por ejemplo, lavanda) viene dado por una señal de control roja que tiene un valor de 125 y una señal de control azul que tiene un valor de 200.
Ahora considérese una segunda unidad de iluminación que incluye una segunda fuente de luz roja no calibrada sustancialmente similar a la primera fuente de luz roja no calibrada de la primera unidad de iluminación, y una segunda fuente de luz azul no calibrada sustancialmente similar a la primera fuente de luz azul no calibrada de la primera unidad de iluminación. Como se ha discutido anteriormente, incluso si ambas fuentes de luz roja no calibradas se activaran con respectivas señales de control idénticas, la intensidad real de la salida de luz de cada fuente de luz roja podría ser perceptiblemente diferente. De manera similar, incluso si ambas fuentes de luz azul no calibradas se activaran con respectivas señales de control idénticas, la intensidad real de la salida de luz de cada fuente de luz azul podría ser perceptiblemente diferente.
Con lo anterior en mente, se ha de entender que si se usan múltiples fuentes de luz no calibradas en combinación en unidades de iluminación para producir una luz de colores mixtos como se ha mencionado anteriormente, el color (o temperatura de color) observado de la luz producida por diferentes unidades de iluminación en condiciones de control idénticas puede ser perceptiblemente diferente. Específicamente, considérese nuevamente el ejemplo anterior de "lavanda"; el "primer lavanda" producido por la primera unidad de iluminación con una señal de control
roja de 125 y una señal de control azul de 200 puede ser perceptiblemente diferente de un "segundo lavanda" producido por la segunda unidad de iluminación con una señal de control roja de 125 y una señal de control azul de 200. Más generalmente, las unidades de iluminación primera y segunda generan colores no calibrados en virtud de sus fuentes de luz no calibradas.
En vista de lo anterior, la unidad de iluminación 100 incluye medios de calibración para facilitar la generación de luz que tenga un color calibrado (por ejemplo, predecible, reproducible) en cualquier momento dado. En un aspecto, los medios de calibración están configurados para ajustar la salida de luz de al menos algunas fuentes de luz de la unidad de iluminación para compensar las diferencias perceptibles entre fuentes de luz similares usadas en unidades de iluminación diferentes.
Por ejemplo, en una realización, el procesador 102 de la unidad de iluminación 100 está configurado para controlar una o más de las fuentes de luz 104A, 104B, 104C y 104D para emitir radiación a una intensidad calibrada que se corresponde sustancialmente de una manera predeterminada con una señal de control para las fuentes de luz. Como resultado de la mezcla de radiación que tiene diferentes espectros e intensidades calibradas respectivas, se produce un color calibrado. En un aspecto de esta realización, al menos un valor de calibración para cada fuente de luz se almacena en la memoria 114, y el procesador está programado para aplicar los respectivos valores de calibración a las señales de control de las fuentes de luz correspondientes para generar las intensidades calibradas. En un aspecto de esta realización, pueden determinarse uno o más valores de calibración una vez (por ejemplo, durante una fase de fabricación/prueba de la unidad de iluminación) y almacenarse en la memoria 114 para uso del procesador 102. En otro aspecto, el procesador 102 puede estar configurado para derivar uno o más valores de calibración dinámicamente (por ejemplo, cada cierto tiempo) con la ayuda de uno o más fotosensores, por ejemplo. En diversas realizaciones, el o los fotosensores pueden ser uno o más componentes externos acoplados a la unidad de iluminación o, alternativamente, pueden estar integrados como parte de la propia unidad de iluminación. Un fotosensor es un ejemplo de una fuente de señal que puede integrarse o asociarse de otro modo con la unidad de iluminación 100 y monitorizarse mediante el procesador 102 en relación con la operación de la unidad de iluminación. Otros ejemplos de tales fuentes de señal se analizan posteriormente, en relación con la fuente de señal 124 mostrada en la Figura 1.
Un método ejemplar que puede implementar el procesador 102 para derivar uno o más valores de calibración incluye aplicar una señal de control de referencia a una fuente de luz y medir (por ejemplo, a través de uno o más fotosensores) una intensidad de radiación generada de ese modo por la fuente de luz. A continuación, el procesador puede programarse para hacer una comparación de la intensidad medida y al menos un valor de referencia (por ejemplo, representando la intensidad que se esperaría nominalmente en respuesta a la señal de control de referencia). Basándose en tal comparación, el procesador puede determinar uno o más valores de calibración para la fuente de luz. En particular, el procesador puede derivar un valor de calibración tal que, cuando se aplica a la señal de control de referencia, la fuente de luz emite radiación con una intensidad que corresponde al valor de referencia (es decir, la intensidad "esperada").
En diversos aspectos, puede derivarse un valor de calibración para un intervalo completo de intensidades de señal de control/salida para una fuente de luz dada. Alternativamente, pueden derivarse múltiples valores de calibración para una fuente de luz dada (es decir, pueden obtenerse diversas "muestras" de valores de calibración) que se aplican respectivamente a diferentes intervalos de intensidad de señal de control/salida, para aproximar una función de calibración no lineal de forma lineal parte por parte.
En otro aspecto, como también se muestra en la Figura 1, la unidad de iluminación 100 puede incluir opcionalmente una o más interfaces de usuario 118 que se proporcionan para facilitar cualquiera de una serie de configuraciones o funciones seleccionables por el usuario (por ejemplo, controlar generalmente la salida de luz de la unidad de iluminación 100, cambiar y/o seleccionar diversos efectos de iluminación preprogramados a generar por la unidad de iluminación, cambiar y/o seleccionar diversos parámetros de efectos de iluminación seleccionados, configurar identificadores particulares tales como direcciones o números de serie para la unidad de iluminación, etc.). En diversas realizaciones, la comunicación entre la interfaz de usuario 118 y la unidad de iluminación puede lograrse a través de transmisión alámbrica o por cable, o inalámbrica.
En una implementación, el procesador 102 de la unidad de iluminación monitoriza la interfaz de usuario 118 y controla una o más de las fuentes de luz 104A, 104B, 104C y 104D basándose al menos en parte en la operación de la interfaz por parte del usuario. Por ejemplo, el procesador 102 puede estar configurado para responder a la operación de la interfaz de usuario originando una o más señales de control para controlar una o más de las fuentes de luz. Alternativamente, el procesador 102 puede estar configurado para responder seleccionando una o más señales de control preprogramadas almacenadas en memoria, modificando las señales de control generadas al ejecutar un programa de iluminación, seleccionando y ejecutando un nuevo programa de iluminación de la memoria o afectando de otro modo a la radiación generada por una o más de las fuentes de luz.
En particular, en una implementación, la interfaz de usuario 118 puede constituir uno o más interruptores (por ejemplo, un interruptor de pared estándar) que interrumpan la energía al procesador 102. En un aspecto de esta
implementación, el procesador 102 está configurado para monitorizar la energía a medida que se controla por la interfaz de usuario y, a su vez, controlar una o más de las fuentes de luz 104A, 104B, 104C y 104D basándose, al menos en parte, en la duración de una interrupción de energía provocada por la operación de la interfaz de usuario. Como se ha discutido anteriormente, el procesador puede estar configurado particularmente para responder a una duración predeterminada de una interrupción de energía, por ejemplo, seleccionando una o más señales de control preprogramadas almacenadas en la memoria, modificando las señales de control generadas al ejecutar un programa de iluminación, seleccionando y ejecutando un nuevo programa de iluminación desde la memoria, o afectando de otro modo a la radiación generada por una o más de las fuentes de luz.
Los sistemas de iluminación basados en LED pueden estar preprogramados con diversas rutinas de iluminación, tales como para uso en un modo sin red o para ejecutar programas almacenados cuando se activan con una señal en un modo en red. Por ejemplo, los interruptores del dispositivo de iluminación pueden estar configurados de modo que el dispositivo de iluminación produzca un color sólido, un programa que cambie lentamente el color de la iluminación en todo el espectro visible durante unos minutos, o un programa diseñado para cambiar las características de iluminación rápidamente o incluso produzca luz estroboscópica. En general, los interruptores usados para configurar la dirección del sistema de iluminación también pueden usarse para configurar el sistema en un modo de control de iluminación no conectado en red preprogramado. Cada programa de control de iluminación también puede tener parámetros ajustables que se ajusten mediante la configuración del interruptor. Todas estas funciones también pueden configurarse mediante un dispositivo de programación. Por ejemplo, puede proporcionarse una interfaz de usuario en el dispositivo de programación para permitir la selección de un programa en el sistema de iluminación, ajustar un parámetro de un programa en el sistema de iluminación, configurar un nuevo programa en el sistema de iluminación o realizar otra configuración en el sistema de iluminación. Al comunicarse con el sistema de iluminación a través de un dispositivo de programación, podría seleccionarse un programa y podría configurarse un parámetro ajustable. A continuación, el dispositivo de iluminación puede ejecutar el programa sin necesidad de configurar interruptores.
Otro problema con la configuración de interruptores para tal selección de programa es que los interruptores no proporcionan una interfaz de usuario intuitiva. El usuario tendría que mirar una tabla en un manual para encontrar la configuración de interruptor particular para un programa particular, mientras que un dispositivo de programación puede contener una pantalla de interfaz de usuario. La interfaz de usuario puede mostrar información relacionada con un programa, un parámetro de programa u otra información relacionada con el dispositivo de iluminación. El programador puede leer información del aparato de iluminación y proporcionar esta información de la pantalla de interfaz de usuario. En realizaciones, un dispositivo no conectado en red puede detectar una señal, tal como una señal de sincronización, o la presencia de encendido en un circuito, para iniciar la reproducción de un efecto. De ese modo, múltiples unidades de iluminación que no están formalmente conectadas en red pueden sincronizarse por sincronización del inicio del programa de iluminación con tales factores externos.
La Figura 1 también ilustra que la unidad de iluminación 100 puede estar configurada para recibir una o más señales 122 de una o más fuentes de señal 124. En una implementación, el procesador 102 de la unidad de iluminación puede usar la señal o señales 122, solas o en combinación con otras señales de control (por ejemplo, señales generadas al ejecutar un programa de iluminación, una o más salidas de una interfaz de usuario, etc.), para controlar una o más de las fuentes de luz 104A, 104B, 104C y 104D de modo similar a la discutida anteriormente en relación con la interfaz de usuario.
A modo de ejemplo, una unidad de iluminación 100 también puede incluir sensores y/o transductores y/u otros generadores de señal (denominados colectivamente en lo sucesivo sensores) que sirven como fuentes de señal 124. Los sensores pueden estar asociados al procesador 102 a través de sistemas de transmisión alámbricos o inalámbricos. Al igual que la interfaz de usuario y los sistemas de control de red, el sensor o sensores pueden proporcionar señales al procesador y el procesador puede responder seleccionando nuevas señales de control de LED de la memoria 114, modificando las señales de control de LED, generando señales de control, o cambiando la salida de los LED.
Algunos ejemplos de la señal o señales 122 que el procesador 102 puede recibir y procesar incluyen, pero no se limitan a, una o más señales de audio, señales de video, señales de alimentación, diversos tipos de señales de datos, señales de un control remoto portátil, señales que representan información obtenida de una red (por ejemplo, Internet), señales que representan alguna condición detectable/detectada, señales de unidades de iluminación, señales que consisten en luz modulada, etc. En diversas implementaciones, la señal o señales 124 pueden estar situadas remotamente a la unidad de iluminación 100, o estar incluidas como un componente de la unidad de iluminación. Por ejemplo, en una realización, una señal de una unidad de iluminación 100 podría enviarse a través de una red a otra unidad de iluminación 100.
Algunos ejemplos de una fuente de señal 124 que puede emplearse en la unidad de iluminación 100 de la Figura 1, o usarse en relación con la misma, incluyen cualquiera de una diversidad de sensores o transductores que generan una o más señales 122 en respuesta a algún estímulo. Algunos ejemplos de tales sensores incluyen, pero no se limitan a, diversos tipos de sensores de condiciones ambientales, tales como sensores térmicamente sensibles (por ejemplo, temperatura, infrarrojo), sensores de humedad, sensores de movimiento, fotosensores/sensores de luz (por
ejemplo, sensores que son sensibles a uno o más espectros particulares de radiación electromagnética), sensores de sonido o vibración u otros transductores de presión/fuerza (por ejemplo, micrófonos, dispositivos piezoeléctricos), y similares.
Algunos ejemplos adicionales de una fuente de señal 124 incluyen diversos dispositivos de medición/detección que monitorizan señales o características eléctricas (por ejemplo, tensión, corriente, potencia, resistencia, capacitancia, inductancia, etc.) o características químicas/biológicas (por ejemplo, acidez, presencia de uno o más agentes químicos o biológicos particulares, bacterias, etc.) y proporcionan una o más señales 122 basadas en los valores medidos de las señales o características. Otros ejemplos más de una fuente de señal 124 incluyen diversos tipos de escáneres, sistemas de reconocimiento de imágenes, sistemas de reconocimiento de voz u otros sonidos, sistemas de inteligencia artificial y robótica, y similares.
Una fuente de señal 124 también podría ser una unidad de iluminación 100, un procesador 102 o cualquiera de los muchos dispositivos generadores de señal disponibles, tales como reproductores multimedia, reproductores de MP3, computadoras, reproductores de DVD, reproductores de CD, fuentes de señal de televisión, fuentes de señal de cámara, micrófonos, altavoces, teléfonos, teléfonos celulares, dispositivos de mensajería instantánea, dispositivos de SMS, dispositivos inalámbricos, dispositivos organizadores personales, y muchos otros.
En una realización, la unidad de iluminación 100 mostrada en la Figura 1 también puede incluir una o más instalaciones ópticas 130 para procesar ópticamente la radiación generada por las fuentes de luz 104A, 104B, 104C y 104D. Por ejemplo, una o más instalaciones ópticas pueden estar configuradas para cambiar una o ambas de la distribución espacial y la dirección de propagación de la radiación generada. En particular, una o más instalaciones ópticas pueden estar configuradas para cambiar un ángulo de difusión de la radiación generada. En un aspecto de esta realización, una o más instalaciones ópticas 130 pueden estar configuradas particularmente para cambiar de forma variable una o ambas de una distribución espacial y una dirección de propagación de la radiación generada (por ejemplo, en respuesta a algún estímulo eléctrico y/o mecánico). Algunos ejemplos de instalaciones ópticas que pueden incluirse en la unidad de iluminación 100 incluyen, pero no se limitan a, materiales reflectantes, materiales refractivos, materiales translúcidos, filtros, lentes, espejos y fibra óptica. La instalación óptica 130 también puede incluir un material fosforescente, material luminiscente u otro material capaz de responder a o interactuar con la radiación generada.
Como también se muestra en la Figura 1, la unidad de iluminación 100 puede incluir uno o más puertos de comunicación 120 para facilitar el acoplamiento de la unidad de iluminación 100 a cualquiera de una diversidad de otros dispositivos. Por ejemplo, uno o más puertos de comunicación 120 pueden facilitar el acoplamiento de múltiples unidades de iluminación como un sistema de iluminación en red, en el que al menos algunas de las unidades de iluminación son direccionables (por ejemplo, tienen identificadores o direcciones particulares) y responden a datos particulares transportados a través de la red. La unidad de iluminación 100 también puede incluir un puerto de comunicación 120 adaptado para comunicarse con un dispositivo de programación. El puerto de comunicación puede estar adaptado para recibir datos a través de transmisión alámbrica o inalámbrica. En una realización de la invención, la información recibida a través del puerto de comunicación 120 puede estar relacionada con la información de dirección y la unidad de iluminación 100 puede estar adaptada para recibir y a continuación almacenar la información de dirección en la memoria 114. El sistema de iluminación 100 puede estar adaptado para usar la dirección almacenada como su dirección para uso cuando recibe datos desde los datos de red. Por ejemplo, la unidad de iluminación 100 puede estar conectada a una red donde se comunican los datos de red. La unidad de iluminación 100 puede monitorizar los datos comunicados en la red y responder a los datos que "escucha" que corresponden a la dirección almacenada en la memoria 114 de los sistemas de iluminación 100. La memoria 114 puede ser cualquier tipo de memoria, incluyendo, pero sin limitarse a, memoria no volátil. Un experto en la materia entenderá que existen muchos sistemas y métodos para comunicarse con dispositivos de iluminación direccionables a través de redes (por ejemplo, documento de Patente de Estados Unidos de América n.° 6.016.038), y la presente invención no se limita a un sistema o método particular.
En una realización, el sistema de iluminación 100 puede estar adaptado para seleccionar un programa de iluminación dado, modificar un parámetro de un programa de iluminación, o realizar de otro modo una selección o modificación o generar ciertas señales de control de iluminación basándose en los datos recibidos desde un dispositivo de programación.
En particular, en un entorno de sistema de iluminación en red, como se discute con mayor detalle posteriormente (por ejemplo, en relación con la Figura 2), a medida que los datos se comunican a través de la red, el procesador 102 de cada unidad de iluminación acoplada a la red puede estar configurado para responder a datos particulares (por ejemplo, comandos de control de iluminación) que está relacionados con el mismo (por ejemplo, en algunos casos, según lo dictado por los respectivos identificadores de las unidades de iluminación en red). Una vez que un procesador determinado identifica datos específicos destinados al mismo, puede leer los datos y, por ejemplo, cambiar las condiciones de iluminación producidas por sus fuentes de luz de acuerdo con los datos recibidos (por ejemplo, generando señales de control apropiadas para las fuentes de luz). En un aspecto, la memoria 114 de cada unidad de iluminación acoplada a la red puede haberse cargado, por ejemplo, con una tabla de señales de control de iluminación que se corresponden con los datos que recibe el procesador 102. Una vez que el procesador 102 recibe
datos de la red, el procesador puede consultar la tabla para seleccionar las señales de control que corresponden a los datos recibidos y controlar las fuentes de luz de la unidad de iluminación en consecuencia.
En un aspecto de esta realización, el procesador 102 de una unidad de iluminación determinada, acoplado o no a una red, puede estar configurado para interpretar instrucciones/datos de iluminación que se reciben en un protocolo DMX (como se describe, por ejemplo, en los documentos de Patente de Estados Unidos de América 6.016.038 y 6.211.626), que es un protocolo de comando de iluminación empleado convencionalmente en la industria de la iluminación para algunas aplicaciones de iluminación programables.
Sin embargo, se ha de tener en cuenta que las unidades de iluminación adecuadas para los fines de la presente invención no están limitadas a este respecto, ya que las unidades de iluminación de acuerdo con diversas realizaciones pueden estar configuradas para responder a otros tipos de protocolos de comunicación para controlar sus respectivas fuentes de luz.
En una realización, la unidad de iluminación 100 de la Figura 1 puede incluir y/o estar acoplada a una o más fuentes de alimentación 108. En diversos aspectos, algunos ejemplos de fuentes de alimentación 108 incluyen, pero no se limitan a, fuentes de alimentación de CA, fuentes de alimentación de CC, baterías, fuentes de alimentación de base solar, fuentes de alimentación de base termoeléctrica o mecánica y similares. Además, en un aspecto, las fuentes de alimentación 108 pueden incluir o estar asociadas a uno o más dispositivos de conversión de energía que convierten la energía recibida por una fuente de alimentación externa en una forma adecuada para la operación de la unidad de iluminación 100.
Aunque no se muestra explícitamente en la Figura 1, la unidad de iluminación 100 puede estar implementada en cualquiera de diversas configuraciones estructurales diferentes de acuerdo con diversas realizaciones de la presente invención. Por ejemplo, una unidad de iluminación dada puede tener cualquiera de una diversidad de disposiciones de montaje para la fuente o fuentes de luz, disposiciones de cierre/alojamiento y formas para encerrar parcial o totalmente las fuentes de luz, y/o configuraciones de conexión eléctrica y mecánica. En particular, una unidad de iluminación puede estar configurada como un reemplazo o "actualización" para acoplarse eléctrica y mecánicamente a un enchufe convencional o disposición de instalación (por ejemplo, un enchufe de clavija tipo Edison, una disposición de instalación de halógenos, una disposición de instalación de fluorescentes, etc.).
Además, uno o más elementos ópticos discutidos anteriormente pueden estar parcial o totalmente integrados con una disposición de cierre/alojamiento para la unidad de iluminación. Además, una unidad de iluminación dada puede estar opcionalmente asociada a (por ejemplo, incluida en, acoplada a y/o envasada junto con) otros componentes diversos (por ejemplo, circuitería de control tal como el procesador y/o la memoria, uno o más sensores/transductores/fuentes de señal, interfaces de usuario, dispositivos de visualización, fuentes de alimentación, dispositivos de conversión de energía, etc.) relacionados con la operación de la fuente o fuentes de luz.
La Figura 2 ilustra un ejemplo de un sistema de iluminación en red 200 de acuerdo con una realización de la presente invención. En la realización de la Figura 2, diversas unidades de iluminación 100, similares a las discutidas anteriormente en relación con la Figura 1, están acopladas entre sí para formar el sistema de iluminación en red. Sin embargo, se ha de entender que la configuración y disposición particulares de las unidades de iluminación mostradas en la Figura 2 tienen únicamente fines ilustrativos, y que la invención no se limita a la topología del sistema particular mostrado en la Figura 2.
De ese modo, las unidades de iluminación 100 pueden estar asociadas a una red de modo que la unidad de iluminación 100 responda a los datos de la red. Por ejemplo, el procesador 102 puede ser un procesador direccionable que esté asociado a una red. Los datos de red pueden comunicarse a través de una red alámbrica o inalámbrica y el procesador direccionable puede estar "escuchando" el flujo de datos en busca de comandos que estén relacionados con el mismo. Una vez que el procesador "ha oído" los datos direccionados al mismo, puede leer los datos y cambiar las condiciones de iluminación de acuerdo con los datos recibidos. Por ejemplo, la memoria 114 en la unidad de iluminación 100 puede haberse cargado con una tabla de señales de control de iluminación que se corresponden con los datos que recibe el procesador 102. Una vez que el procesador 102 recibe datos de una red, interfaz de usuario u otra fuente, el procesador puede seleccionar las señales de control que corresponden a los datos y controlar los LED en consecuencia. Los datos recibidos también pueden iniciar un programa de iluminación a ejecutar por el procesador 102 o modificar un programa de iluminación o controlar datos o controlar de otro modo la salida de luz de la unidad de iluminación 100.
Además, aunque no se muestra explícitamente en la Figura 2, se ha de entender que el sistema de iluminación en red 200 puede estar configurado de forma flexible para incluir una o más interfaces de usuario, así como una o más fuentes de señal tales como sensores/transductores. Por ejemplo, una o más interfaces de usuario y/o una o más fuentes de señal tales como sensores/transductores (como se ha discutido anteriormente en relación con la Figura 1) pueden estar asociadas a una o más de las unidades de iluminación del sistema de iluminación en red 200.
Alternativamente (o además de lo anterior), una o más interfaces de usuario y/o una o más fuentes de señal pueden
estar implementadas como componentes "independientes" en el sistema de iluminación en red 200. Ya sean componentes independientes o particularmente asociados a una o más unidades de iluminación 100, estos dispositivos pueden ser "compartidos" por las unidades de iluminación del sistema de iluminación en red. Dicho de otro modo, una o más interfaces de usuario y/o una o más fuentes de señal tales como sensores/transductores, pueden constituir "recursos compartidos" en el sistema de iluminación en red que pueden usarse en relación con el control de una o más de las unidades de iluminación del sistema.
Como se muestra en la realización de la Figura 2, el sistema de iluminación 200 puede incluir uno o más controladores de unidad de iluminación 208 (en lo sucesivo, "LUC"), tales como los LUC 208A, 208B, 208C y 208D, en donde cada LUC es responsable de comunicarse con y generalmente controlar una o más unidades de iluminación 100 acopladas al mismo. Aunque la Figura 2 ilustra tres unidades de iluminación 100 acopladas en serie a un LUC dado, se ha de entender que la invención no está limitada a este respecto, ya que pueden acoplarse diferente número de unidades de iluminación 100 a un LUC dado en una diversidad de configuraciones diferentes usando una diversidad de medios y protocolos de comunicación diferentes.
En el sistema de la Figura 2, cada LUC puede estar acoplado a su vez a un controlador central 202 que está configurado para comunicarse con uno o más LUC. Aunque la Figura 2 muestra tres LUC acoplados al controlador central 202 a través de un dispositivo de conmutación o acoplamiento 204, se ha de entender que, de acuerdo con diversas realizaciones, pueden estar acoplados diferente número de LUC al controlador central 202. Además, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente invención, los LUC y el controlador central pueden estar acoplados en una diversidad de configuraciones usando una diversidad de medios y protocolos de comunicación diferentes para formar el sistema de iluminación en red 200.
Además, se ha de entender que la interconexión entre los LUC y el controlador central, y la interconexión de las unidades de iluminación a los respectivos LUC, pueden lograrse de diferentes modos (por ejemplo, usando diferentes configuraciones, medios de comunicación y protocolos).
Por ejemplo, el controlador central 202 mostrado en la Figura 2 puede estar configurado para implementar comunicaciones basadas en Ethernet con los LUC y, a su vez, los LUC pueden estar configurados para implementar comunicaciones basadas en DMX con la unidad de iluminación 100. En particular, en un aspecto de esta realización, cada LUC puede estar configurado como un controlador basado en Ethernet direccionable y, por consiguiente, puede ser identificable para el controlador central 202 a través de una dirección única particular (o un grupo único de direcciones) usando un protocolo basado en Ethernet. De ese modo, el controlador central 202 puede estar configurado para admitir comunicaciones Ethernet a través de la red de LUC acoplados, y cada LUC puede responder a las comunicaciones previstas para el mismo. A su vez, cada LUC puede comunicar información de control de iluminación a una o más unidades de iluminación acopladas al mismo, por ejemplo, a través de un protocolo DMX, basándose en las comunicaciones Ethernet con el controlador central 202.
Más específicamente, de acuerdo con una realización, los LUC 208A, 208B, 208C y 208D mostrados en la Figura 2 pueden estar configurados para ser "inteligentes" en el sentido de que el controlador central 202 puede estar configurado para comunicar comandos de nivel superior a los LUC que necesitan ser interpretados por los LUC antes de que pueda enviarse la información de control de iluminación a la unidad de iluminación 100. Por ejemplo, un operador de sistema de iluminación puede querer generar un efecto de cambio de color que varíe los colores de una unidad de iluminación a otra de un modo tal que genere la aparición de un arcoíris de colores que se propague ("persecución arcoíris"), dada una ubicación particular de las unidades de iluminación con respecto a las demás. En este ejemplo, el operador puede proporcionar una instrucción sencilla al controlador central 202 para lograr esto y, a su vez, el controlador central puede comunicarse con uno o más LUC usando un comando de alto nivel de protocolo basado en Ethernet para generar una "persecución arcoíris". El comando puede contener tiempo, intensidad, matiz, saturación u otra información relevante, por ejemplo. Cuando un LUC determinado recibe un comando de este tipo, entonces puede interpretar el comando para generar las señales de control de iluminación apropiadas que a continuación comunica usando un protocolo DMX a través de una diversidad de técnicas de señalización (por ejemplo, PWM) a una o más unidades de iluminación que controla.
De nuevo, se ha de entender que el ejemplo anterior del uso de múltiples implementaciones de comunicación diferentes (por ejemplo, Ethernet/DMX) en un sistema de iluminación de acuerdo con una realización de la presente invención, es únicamente con fines ilustrativos, y que la invención no se limita a este ejemplo particular.
Un aspecto de los métodos y sistemas descritos en el presente documento es cómo se encienden y apagan los LED de color (tales como LED rojos, verdes, azules o, en el caso de los productos de luz blanca, las diferentes temperaturas de color de LED blancos o ámbar) para lograr efectos de cambio de color o cambio de temperatura de color. El resto de esta sección discute el control de LED rojos, verdes y azules, pero se usa el mismo enfoque para controlar diferentes LED, tales como realizaciones de LED blancos y ámbar, luz blanca. En realizaciones, un procesador 102 puede tener, por ejemplo, tres pines de salida, tales como uno para un LED rojo, uno para un LED verde y otro para un LED azul (por supuesto, en el presente documento se incluyen otros números de pines de salida y otros tipos de LED). En realizaciones, múltiples LED del mismo color están conectados a un canal de salida, de modo que el canal de salida o pin controla, por ejemplo, un grupo de LED rojos, verdes o azules al mismo tiempo.
En realizaciones, puede ejecutarse una rutina de servicio de interrupción (ISR) en el procesador 102 a una frecuencia específica. La ISR puede convertir un conjunto deseado de valores de intensidad para cada canal LED en un flujo de pulsos digitales de "encendido" y "apagado" en el pin de salida correspondiente de cada canal. En realizaciones, la ISR procesa los canales de salida secuencialmente. Es decir, la ISR puede estar implementada como una rutina de software o firmware que se ejecuta en un procesador 102 que actualiza el estado "encendido" o "apagado" de cada pin de salida. En realizaciones, el primer color se actualiza primero y la rutina continúa hasta el punto en el que se actualiza el segundo color. La rutina avanza hasta el tercer color y comienza de nuevo para actualizar el primer color, y así sucesivamente. En realizaciones, la rutina de servicio de interrupción convierte un conjunto deseado de valores de intensidad de LED en un flujo de comandos de encendido y apagado para cada canal de LED.
En realizaciones, los sistemas de unidades de iluminación en red 100 reciben instrucciones de control a través del protocolo DMX, un protocolo ampliamente usado durante muchos años en los sistemas de iluminación teatral. Las señales de control de iluminación en formato de protocolo DMX pueden enviarse desde un controlador central a través de una red a unidades de iluminación individuales 100, cada una de las cuales tiene un procesador 102 que controla grupos de LED rojos, verdes y azules. En algunos casos, una fuente de alimentación/datos intermedia (PDS) convierte las instrucciones enviadas inicialmente en otro protocolo, tal como Ethernet, al formato de protocolo DMX para su entrega a las unidades de iluminación individuales 100. Las instrucciones del protocolo DMX incluyen un canal para rojo, un canal para azul y un canal para verde. En realizaciones, cada valor de canal tiene una resolución de 8 bits, produciendo 256 valores posibles para cada canal. Para las unidades de iluminación en red 100, se ejecuta una rutina de recopilación de DMX en el procesador de la unidad de iluminación individual. La rutina de recopilación recorre las instrucciones entrantes del protocolo DMX hasta que recibe una instrucción para rojo, una instrucción para azul y una instrucción para verde. A continuación, la rutina de recopilación convierte cada valor de canal DMX de 8 bits en un valor de intensidad deseado de 14 (o 16) bits de mayor resolución buscando el valor del canal DMX de 8 bits en una tabla almacenada internamente de valores de intensidad de 14 bits. Los valores de intensidad de 14 (o 16) bits permiten que estas unidades de iluminación en red 100 tengan 64 (o 128) veces la resolución dinámica de los productos de 8 bits, lo que permite un control mucho más preciso sobre los valores de color generados.
Para las unidades de iluminación 100 no conectadas en red, las instrucciones preprogramadas para espectáculos de iluminación pueden estar almacenadas en la memoria de la unidad de iluminación 100 individual. Una interfaz de usuario, tal como un botón o un dispositivo de interrupción de energía, permite al usuario seleccionar entre diferentes espectáculos o programas de software/firmware que generan datos a usarse por un ISR similar al descrito anteriormente. Los valores de los canales individuales de rojo, verde y azul para cada programa preprogramado están almacenados en la tabla para que la rutina de servicio de interrupción acceda a los mismos.
En ciertas realizaciones más que usan un protocolo de datos en serie, las instrucciones de control para las unidades de iluminación 100 se colocan en un flujo de datos que consiste en una serie de bytes, donde cada byte representa una instrucción de control para un canal de LED. En realizaciones, el flujo de datos entrante para el primer byte no modificado (como se describe con mayor detalle posteriormente) se registra en tres registros de desplazamiento de 12 bits diferentes, uno para el canal rojo, uno para el canal verde y otro para el canal azul. En realizaciones, un oscilador contabiliza el primer registro de desplazamiento, a continuación el segundo registro de desplazamiento, a continuación el tercer registro de desplazamiento y entrega la señal desfasada 120 grados a cada uno de los tres controladores de transistores que activan los LED rojo, verde y azul, respectivamente. Opcionalmente, el accionamiento de los LED fuera de fase equilibra la carga en el sistema.
Para productos en red que usan un protocolo de direccionamiento en serie, las instrucciones de control se envían en una serie de bytes a una serie de unidades de iluminación individuales, cada una de las cuales puede estar equipada con un circuito integrado específico de aplicación personalizado (ASIC) 3600 que está programado para responder al flujo entrante de instrucciones. El flujo de datos de control del controlador central incluye instrucciones de control para unidades de iluminación individuales 100 en una serie, donde las posiciones de las instrucciones de control en la serie corresponden a las posiciones de las unidades de iluminación individuales a lo largo de una cadena de tales unidades de iluminación. Cada unidad de iluminación individual 100 recibe el flujo de datos y responde al byte de datos destinado al mismo como sigue a continuación. Cada unidad de iluminación 100 recibe el flujo completo de bytes de datos en orden y comienza a verificar los bytes de datos en busca de un bit que indique si el byte ha sido modificado, tal como determinando si está presente un "1" en una posición predeterminada de ese byte de datos. Si el byte de datos ha sido modificado, el ASIC 3600 procede a verificar el siguiente byte, y así sucesivamente, hasta que encuentra un byte no modificado. A continuación, la unidad de iluminación 100 almacena los valores correspondientes a las instrucciones de control indicadas por ese byte de datos no modificado en la tabla que contiene los valores de entrada para la rutina de servicio de interrupción. Una vez que la unidad de iluminación 100 ha encontrado y usado los primeros tres bytes de datos no modificados en el flujo de datos, la unidad de iluminación 100 modifica esos bytes, tal como cambiando un cero en la posición predeterminada a un "1" o viceversa, o eliminando por completo el byte de datos del flujo. El flujo de datos modificado completo se envía a continuación a la siguiente unidad de iluminación 100 en la cadena, que como resultado responderá al siguiente byte de datos en el flujo, que ahora es el primer byte no modificado. El resultado es que la cadena de unidades de
iluminación 100 responde a las instrucciones de control en serie de acuerdo con el orden de la serie de bytes en el flujo de datos.
La Figura 3 ilustra un dispositivo de programación 300 en asociación comunicativa con un sistema de iluminación 100. El dispositivo de programación 300 puede incluir un procesador 302, una interfaz de usuario 304 asociada al procesador 302, un puerto de comunicación 306 en asociación con el procesador 302 y una memoria 308 asociada al procesador 302. El puerto de comunicación 306 puede estar dispuesto para comunicar una señal de datos al sistema de iluminación 100 y el sistema de iluminación 100 puede estar adaptado para recibir la señal de datos. Por ejemplo, el puerto de comunicación 306 puede estar dispuesto para comunicar datos a través de una transmisión alámbrica y el puerto de comunicación 120 del sistema de iluminación 100 puede estar dispuesto para recibir la transmisión alámbrica. Asimismo, los puertos de comunicación pueden estar dispuestos para comunicarse mediante transmisión inalámbrica.
El procesador del dispositivo de programación 302 puede estar asociado a una interfaz de usuario 304 de modo que la interfaz de usuario 304 pueda usarse para generar una dirección en el procesador 302. La interfaz de usuario 304 puede usarse para comunicar una señal al procesador y el procesador puede, a su vez, generar una dirección y/o seleccionar una dirección de la memoria 308. En una realización, la interfaz de usuario puede usarse para generar o seleccionar una dirección inicial y el dispositivo de programación puede estar configurado para generar automáticamente la siguiente dirección. Por ejemplo, un usuario puede seleccionar una nueva dirección haciendo una selección en la interfaz de usuario y a continuación la dirección puede comunicarse a un sistema de iluminación 100. Después de la transmisión de la dirección, puede seleccionarse o generarse una nueva dirección para que se transmita al siguiente sistema de iluminación 100. Por supuesto, la temporización real de la selección y/o generación de la nueva dirección no es crítica y puede generarse antes de la transmisión de la dirección anterior o en cualquier otro momento apropiado. Este método para generar direcciones puede ser útil en situaciones en las que el usuario desea direccionar más de un sistema de iluminación 100. Por ejemplo, el usuario puede tener una fila de cien sistemas de iluminación 100 y puede desear que el primero de tales sistemas de iluminación incluya el número de dirección mil. El usuario puede seleccionar la dirección mil en el dispositivo de programación y hacer que el dispositivo de programación comunique la dirección al sistema de iluminación. A continuación, el dispositivo de programación puede generar automáticamente la siguiente dirección en la progresión deseada (por ejemplo, mil uno). Esta dirección recién generada (por ejemplo, mil uno) puede comunicarse al siguiente sistema de iluminación de la fila. Esto elimina la selección repetida de las nuevas direcciones y automatiza una etapa más para el usuario. Las direcciones pueden seleccionarse/generarse en cualquier patrón deseado (por ejemplo, incrementando en dos, tres, etc.).
El dispositivo de programación puede estar configurado para almacenar una dirección seleccionada/generada en su memoria para recuperarla más tarde para su transmisión a un sistema de iluminación. Por ejemplo, un usuario puede tener diversos sistemas de iluminación que programar y puede querer preprogramar la memoria del dispositivo de programación con un conjunto de direcciones porque conoce de antemano los sistemas de iluminación que va a programar. Puede tener un diseño planificado y puede ser deseable seleccionar una dirección, almacenarla en la memoria y a continuación seleccionar una nueva dirección para colocarla en la memoria. Este sistema de selección y almacenamiento de direcciones podría colocar una larga cadena de direcciones en la memoria. A continuación, podría comenzar a transmitir la información de la dirección a los sistemas de iluminación en el orden en que cargó las direcciones.
El dispositivo de programación 300 puede incluir una interfaz de usuario 304 y la interfaz de usuario puede estar asociada al procesador 302. La interfaz de usuario 304 puede ser una interfaz, botón, interruptor, dial, control deslizante, codificador, convertidor analógico a digital, convertidor digital a analógico, generador de señal digital u otra interfaz de usuario. La interfaz de usuario 304 puede ser capaz de aceptar información de direcciones, información de programas, información de espectáculos de iluminación u otra información o señal usada para controlar un dispositivo de iluminación. El dispositivo puede comunicarse con un dispositivo de iluminación tras recibir la información de la interfaz de usuario. La información de la interfaz de usuario también puede almacenarse en la memoria y comunicarse desde la memoria a un dispositivo de iluminación. La interfaz de usuario 304 también puede contener una pantalla para mostrar información. La pantalla puede ser una pantalla, LCD, pantalla de plasma, pantalla retroiluminada, pantalla con borde iluminado, pantalla monocromática, pantalla a color, pantalla o cualquier otro tipo de dispositivo de visualización.
Muchas de las realizaciones ilustradas en el presente documento implican establecer una dirección en un sistema de iluminación 100. Sin embargo, un método o sistema de acuerdo con los principios de la presente realización puede implicar seleccionar un modo, configuración, programa u otra configuración en el sistema de iluminación 100. Una realización también puede implicar la modificación de un modo, configuración, programa u otra configuración en el sistema de iluminación 100. En una realización, puede usarse un dispositivo de programación para seleccionar un modo preprogramado en el sistema de iluminación 100. Por ejemplo, un usuario puede seleccionar un modo usando un dispositivo de programación y a continuación comunicar la selección al sistema de iluminación 100, en donde el sistema de iluminación 100 seleccionaría a continuación el modo correspondiente. El dispositivo de programación 300 puede estar preconfigurado con modos correspondientes a los modos en el sistema de iluminación 100. Por ejemplo, el sistema de iluminación 100 puede tener cuatro modos preprogramados: lavado de color, rojo estático,
verde estático, azul estático y generación aleatoria de color. El dispositivo de programación 300 puede tener las mismas cuatro selecciones de modo disponibles de modo que el usuario pueda realizar la selección en el dispositivo de programación 300 y a continuación comunicar la selección al sistema de iluminación 100. Al recibir la selección, el sistema de iluminación 100 puede seleccionar el modo correspondiente de la memoria para su ejecución por parte del procesador 102. En una realización, el dispositivo de programación puede tener un indicador de modo almacenado en su memoria de modo que el indicador de modo indique un modo particular o un programa de iluminación o similar. Por ejemplo, el dispositivo de programación puede tener un indicador de modo almacenado en la memoria que indique que la selección y comunicación de tal indicador de modo iniciaría o configuraría un modo en el sistema de iluminación correspondiente al indicador. Una realización puede implicar el uso del dispositivo de programación 300 para leer las selecciones disponibles de la memoria de los sistemas de iluminación 114 y a continuación presentar las selecciones disponibles al usuario. A continuación, el usuario puede seleccionar el modo deseado y comunicar la selección al sistema de iluminación 100. En una realización, el sistema de iluminación puede recibir la selección e iniciar la ejecución del modo correspondiente.
En una realización, el dispositivo de programación 300 puede usarse para descargar un modo de iluminación, programa, configuración o similar a un sistema de iluminación 100. El sistema de iluminación 100 puede almacenar el modo de iluminación en su memoria 114. El sistema de iluminación 100 puede estar configurado para ejecutar el modo tras la descarga y/o el modo puede estar disponible para su selección en un momento posterior. Por ejemplo, el dispositivo de programación 300 puede tener uno o más programas de iluminación almacenados en su memoria 308. Un usuario puede seleccionar uno o más de los programas de iluminación en el dispositivo de programación 300 y a continuación hacer que el dispositivo de programación 300 descargue los programas seleccionados a un sistema de iluminación 100. El sistema de iluminación 100 puede almacenar los programas de iluminación en su memoria 114. El sistema de iluminación 100 y/o los programas descargados pueden disponerse de modo que el procesador del sistema de iluminación 102 ejecute uno de los programas descargados automáticamente.
Como se usa en el presente documento, se ha de entender que las expresiones transmisión y/o comunicación "alámbrica" incluyen comunicación alámbrica, por cable, óptica o cualquier otro tipo de comunicación donde los dispositivos están conectados físicamente. Como se usa en el presente documento, se ha de entender que las expresiones transmisión y/o comunicación "inalámbrica" incluyen sistemas acústicos, de RF, microondas, IR y todos los demás sistemas de comunicación y/o transmisión donde los dispositivos no están conectados físicamente.
Habiendo identificado una diversidad de configuraciones geométricas para una unidad de iluminación 100 y ciertos métodos opcionales para identificar unidades de iluminación 100, puede reconocerse que proporcionar señales de control de iluminación a las configuraciones requiere que los operadores puedan relacionar la señal de control apropiada con la unidad de iluminación 100 apropiada. Una configuración de la unidad de iluminación en red 100 podría estar dispuesta arbitrariamente, requiriendo que el operador desarrolle una tabla o función similar que relacione una luz particular con una ubicación geométrica particular en un entorno. Para instalaciones grandes que requieren muchas unidades de iluminación 100, el requisito de identificar y realizar un seguimiento de la relación entre la ubicación física de una unidad de iluminación y su dirección de red puede ser bastante desafiante dado que, en particular, el instalador de iluminación puede no ser el mismo que el operador que usará y mantendrá el sistema de iluminación a lo largo del tiempo. Por consiguiente, en algunas situaciones puede ser ventajoso proporcionar esquemas de direccionamiento que permitan una relación más sencilla entre la ubicación física de una unidad de iluminación 100 y su ubicación virtual con el fin de proporcionarle una señal de control. De ese modo, una realización se refiere a un método para proporcionar información de dirección a una unidad de iluminación 100. El método incluye los actos de A) transmitir datos a un controlador direccionable de forma independiente acoplado a al menos una unidad de iluminación LED 100 y al menos otro dispositivo controlable, incluyendo los datos al menos una de la primera información de control para una primera señal de control emitida por el controlador a la al menos una unidad de iluminación LED 100 y una segunda información de control para una segunda señal de control emitida por el controlador a al menos otro dispositivo controlable, y B) controlar al menos una de la al menos una fuente de luz LED y el al menos otro dispositivo controlable basándose en los datos.
Otra realización se refiere a un método, que comprende los actos de: A) recibir datos para una pluralidad de controladores direccionables independientemente, al menos un controlador direccionable independientemente de la pluralidad de controladores direccionables independientemente acoplados a al menos una fuente de luz LED y al menos otro dispositivo controlable, B) seleccionar al menos una parte de los datos correspondientes a al menos una de la primera información de control para una primera señal de control emitida por el al menos un controlador direccionable independientemente a la al menos una fuente de luz LED y la segunda información de control para un segunda señal de control emitida por el al menos un controlador direccionable independientemente a al menos otro dispositivo controlable, y C) controlar al menos una de la al menos una fuente de luz LED y el al menos otro dispositivo controlable basándose en la parte seleccionada de los datos.
Otra realización se refiere a un sistema de iluminación, que comprende una pluralidad de controladores direccionables independientemente acoplados para formar una red, al menos un controlador direccionable independientemente de la pluralidad de controladores direccionables independientemente acoplados a al menos una fuente de luz LED y al menos otro dispositivo controlable, y al menos un procesador acoplado a la red y programado para transmitir datos a la pluralidad de controladores direccionables independientemente, los datos correspondientes
a al menos una de la primera información de control para una primera señal de control emitida por el al menos un controlador direccionable independientemente a la al menos una fuente de luz LED y la segunda información de control para una segunda señal de control emitida por el al menos un controlador direccionable independientemente a al menos otro dispositivo controlable. Otra realización se refiere a un aparato para uso en un sistema de iluminación que incluye una pluralidad de controladores direccionables independientemente acoplados para formar una red, al menos un controlador direccionable independientemente de la pluralidad de controladores direccionables independientemente acoplado a al menos una fuente de luz LED y al menos otro dispositivo controlable. El aparato comprende al menos un procesador que tiene una salida para acoplar el al menos un procesador a la red, el al menos un procesador programado para transmitir datos a la pluralidad de controladores direccionables independientemente, los datos correspondientes a al menos una de la primera información de control para una primera señal de control emitida por el al menos un controlador direccionable independientemente a la al menos una fuente de luz LED y una segunda información de control para una segunda señal de control emitida por el al menos un controlador direccionable independientemente a al menos otro dispositivo controlable.
Otra realización se refiere a un aparato para uso en un sistema de iluminación que incluye al menos una fuente de luz LED y al menos otro dispositivo controlable. El aparato comprende al menos un controlador que tiene al menos un primer y un segundo puertos de salida para acoplar el al menos un controlador a al menos la al menos una fuente de luz LED y a al menos otro dispositivo controlable, respectivamente, teniendo también el al menos un controlador al menos un puerto de datos para recibir datos que incluye al menos una de la primera información de control para una primera señal de control emitida por el primer puerto de salida a la al menos una fuente de luz LED y una segunda información de control para una segunda señal de control emitida por el segundo puerto de salida a al menos otro dispositivo controlable, el al menos un controlador construido para controlar al menos una de la al menos una fuente de luz LED y el al menos otro dispositivo controlable basándose en los datos.
Otra realización se refiere a un método en un sistema de iluminación que incluye al menos un primer y un segundo dispositivos direccionables independientemente acoplados para formar una conexión en serie, incluyendo al menos un dispositivo de los dispositivos direccionables independientemente al menos una fuente de luz. El método comprende el acto de: A) transmitir datos a al menos el primer y el segundo dispositivos direccionables independientemente, incluyendo los datos información de control para al menos uno del primer y el segundo dispositivos direccionables independientemente, disponiéndose los datos basándose en una posición relativa en la conexión en serie de al menos el primer y el segundo dispositivos direccionables independientemente.
Otra realización se refiere a un método en un sistema de iluminación que incluye al menos un primer y un segundo dispositivos direccionables independientemente, incluyendo al menos un dispositivo de los dispositivos direccionables independientemente al menos una fuente de luz. El método comprende los actos de: A) recibir en el primer dispositivo direccionable independientemente primeros datos para al menos el primer y el segundo dispositivo direccionable independientemente, B) eliminar al menos una primera parte de datos de los primeros datos para formar segundos datos, correspondiendo la primera parte de datos a la primera información de control para el primer dispositivo direccionable independientemente, y C) transmitir desde el primer dispositivo direccionable independientemente los segundos datos. Otra realización se refiere a un sistema de iluminación, que comprende al menos un primer y un segundo dispositivos direccionables independientemente acoplados para formar una conexión en serie, incluyendo al menos un dispositivo de los dispositivos direccionables independientemente al menos una fuente de luz y al menos un procesador acoplado al primer y el segundo dispositivos direccionables independientemente, el al menos un procesador programado para transmitir datos a al menos el primer y el segundo dispositivos direccionables independientemente, incluyendo los datos información de control para al menos uno del primer y el segundo dispositivos direccionables independientemente, los datos dispuestos basándose en una posición relativa en la conexión en serie de al menos el primer y el segundo dispositivos direccionables independientemente.
Otra realización se refiere a un aparato para uso en un sistema de iluminación que incluye al menos un primer y un segundo dispositivos direccionables independientemente acoplados para formar una conexión en serie, incluyendo al menos un dispositivo de los dispositivos direccionables independientemente al menos una fuente de luz. El aparato comprende al menos un procesador que tiene una salida para acoplar el al menos un procesador al primer y el segundo dispositivos direccionables independientemente, el al menos un procesador programado para transmitir datos al menos al primer y el segundo dispositivos direccionables independientemente, incluyendo los datos información de control para al menos uno del primer y el segundo dispositivos direccionables independientemente, disponiéndose los datos basándose en una posición relativa en la conexión en serie de al menos el primer y el segundo dispositivos direccionables independientemente.
Otra realización se refiere a un aparato para uso en un sistema de iluminación que incluye al menos un primer y un segundo dispositivos controlables independientemente, incluyendo al menos un dispositivo de los dispositivos controlables independientemente al menos una fuente de luz. El aparato comprende al menos un controlador que tiene al menos un puerto de salida para acoplar el al menos un controlador a al menos el primer dispositivo controlable independientemente y al menos un puerto de datos para recibir primeros datos para al menos el primer y el segundo dispositivos controlables independientemente, el al menos un controlador construido para eliminar al menos una primera parte de datos de los primeros datos para formar segundos datos y transmitir los segundos datos
a través del al menos un puerto de datos, correspondiendo la primera parte de datos a la primera información de control para al menos el primer dispositivo controlable independientemente.
Otra realización se refiere a un sistema de iluminación. El sistema de iluminación comprende un sistema de iluminación LED adaptado para recibir un flujo de datos a través de un primer puerto de datos, generar una condición de iluminación basándose en una primera parte del flujo de datos y comunicar al menos una segunda parte del flujo de datos a través de un segundo puerto de datos; un alojamiento, en donde el alojamiento está adaptado para retener el sistema de iluminación LED y adaptado para asociar eléctricamente el primer y el segundo puertos de datos a una conexión de datos; en donde la conexión de datos comprende un conductor eléctrico con al menos una sección discontinua; en donde el primer puerto de datos está asociado a la conexión de datos en un primer lado de la sección discontinua y el segundo puerto de datos está asociado a un segundo lado de la sección discontinua, en donde el primer y el segundo lados están aislados eléctricamente.
Otra realización se refiere a un circuito integrado. El circuito integrado comprende un circuito de reconocimiento de datos, en donde el circuito de reconocimiento de datos está adaptado para leer al menos una primera parte de un flujo de datos recibido a través de un primer puerto de datos; un circuito de control de iluminación adaptado para generar al menos una señal de control de iluminación en respuesta a la primera parte de datos; y un circuito de salida adaptado para transmitir al menos una segunda parte del flujo de datos a través de un segundo puerto de datos.
Otra realización se refiere a un método para controlar sistemas de iluminación. El método comprende las etapas de proporcionar una pluralidad de sistemas de iluminación; comunicar un flujo de datos a un primer sistema de iluminación de la pluralidad de sistemas de iluminación; hacer que el primer sistema de iluminación reciba el flujo de datos y lea una primera parte del flujo de datos; hacer que el primer sistema de iluminación genere un efecto de iluminación en respuesta a la primera parte del flujo de datos; y hacer que el primer sistema de iluminación comunique al menos una segunda parte del flujo de datos al segundo sistema de iluminación de la pluralidad de sistemas de iluminación.
Por referencia a la Figura 4, pueden proporcionarse diversas configuraciones para las unidades de iluminación 100, en cada caso con una función de comunicación opcional 120. Las configuraciones incluyen una configuración lineal 404 (que, en realizaciones, puede ser curvilínea), una configuración circular 402, una configuración ovalada 414, una configuración tridimensional 418, tal como una pirámide, o una recopilación de diversas configuraciones 402, 404, etc. La unidad de iluminación 100 también puede incluir una amplia diversidad de colores de LED, en diversas mezclas, incluyendo LED rojos, verdes y azules para producir una mezcla de colores, así como uno o más LED para crear colores y temperaturas de color variables de luz blanca. Por ejemplo, rojo, verde y azul pueden mezclarse con ámbar, blanco, UV, naranja, IR u otros colores de LED. Pueden mezclarse LED ámbar y blancos para ofrecer colores y temperaturas de color variables de blanco. Cualquier combinación de colores de LED puede producir una gama de colores, ya sea que los LED sean de color rojo, verde, azul, ámbar, blanco, naranja, UV u otros colores. Las diversas realizaciones descritas en la presente memoria descriptiva incluyen todas las combinaciones posibles de LED en la unidad de iluminación 100, de modo que puede producirse luz de color, intensidad, saturación y temperatura de color variables a petición bajo el control de un procesador 102.
En el presente documento también se incluyen combinaciones de LED con otros mecanismos, tales como sustancias fosforescentes.
Aunque se han propuesto mezclas de rojo, verde y azul para la luz debido a su capacidad para crear una amplia gama de colores mezclados de forma aditiva, la calidad general del color o la capacidad de reproducción cromática de tales sistemas no son ideales para todas las aplicaciones. Esto se debe principalmente al estrecho ancho de banda de los emisores actuales de rojo, verde y azul. Sin embargo, las fuentes de banda más ancha hacen posible una buena reproducción del color, que se mide, por ejemplo, mediante el índice CRI estándar. En algunos casos, esto puede requerir salidas espectrales de LED que no están disponibles actualmente. Sin embargo, se conoce que estarán disponibles fuentes de luz de banda más ancha, y tales fuentes de banda más ancha se incluyen como fuentes para la unidad de iluminación 100 descrita en el presente documento.
Además, la adición de LED blancos (producidos generalmente a través de un LED azul o UV más un mecanismo fosforescente) proporciona un blanco "mejor", aunque limita la temperatura de color que es controlable o seleccionable en tales fuentes.
La adición de blanco a una mezcla de rojo, verde y azul puede no aumentar la gama de colores disponibles, pero puede añadir una fuente de banda más amplia a la mezcla. La adición de una fuente de ámbar a esta mezcla también puede mejorar aún más el color al "completar" la gama.
Esta combinación de fuentes de luz como unidad de iluminación 100 puede ayudar a completar el espectro visible para reproducir fielmente espectros de luces deseables. Estos incluyen equivalentes de la luz del día o formas de onda más discretas correspondientes a otras fuentes de luz o propiedades de luz deseables. Las propiedades deseables incluyen la capacidad de eliminar partes del espectro por razones que pueden incluir entornos en donde
se absorben o atenúan ciertas longitudes de onda. El agua, por ejemplo, tiende a absorber y atenuar la mayoría de los colores no azules y no verdes de la luz, de modo que las aplicaciones subacuáticas pueden beneficiarse de luces que combinen fuentes de azul y verde para la unidad de iluminación 100.
Las fuentes de luz ámbar y blanca pueden ofrecer una fuente blanca de temperatura de color seleccionable, en donde la temperatura de color de la luz generada puede seleccionarse a lo largo de la curva del cuerpo negro mediante una línea que una las coordenadas de cromaticidad de las dos fuentes. La selección de temperatura de color es útil para especificar valores de temperatura de color particulares para la fuente de iluminación.
El naranja es otro color cuyas propiedades espectrales en combinación con una fuente de luz basada en LED blanco pueden usarse para proporcionar una luz de temperatura de color controlable desde una unidad de iluminación 100. La combinación de luz blanca con luz de otros colores como fuentes de luz para la unidad de iluminación 100 puede ofrecer luces para múltiples fines para muchas aplicaciones comerciales y domésticas, tales como piscinas, balnearios, automóviles, interiores de edificios (comerciales y residenciales), aplicaciones de iluminación indirecta, tales como iluminación de alcoba, iluminación de punto de compra comercial, mercadotecnia, juguetes, belleza, señalización, aviación, marina, médica, submarina, espacial, militar, consumidor, iluminación bajo armarios, muebles de oficina, paisaje, residencial incluyendo cocina, cine en casa, baño, grifos, comedores, cubiertas, garaje, oficina en el hogar, productos para el hogar, habitaciones familiares, iluminación de tumbas, museos, fotografía, aplicaciones de arte y muchas otras.
Aún por referencia a la Figura 4, las unidades de iluminación 100 pueden estar dispuestas de muchas formas diferentes. De ese modo, una o más fuentes de luz 104A-104D pueden estar dispuestas con un procesador 102 en un alojamiento. El alojamiento puede adoptar diversas formas, tales como una que se asemeje a una fuente puntual 402, tal como un círculo o un óvalo. Tal fuente puntual 402 puede estar ubicada en un dispositivo de iluminación convencional, tal como una lámpara o un dispositivo cilíndrico. Las unidades de iluminación 100 pueden estar configuradas en disposiciones sustancialmente lineales, ya sea colocando fuentes puntuales 402 en una línea o disponiendo fuentes de luz 104A-104D sustancialmente en una línea en una placa ubicada en un alojamiento sustancialmente lineal, tal como un alojamiento cilíndrico. Una unidad de iluminación lineal 404 puede estar ubicada de extremo a extremo con otros elementos lineales 404 o elementos de otras formas para producir sistemas de iluminación lineales más largos compuestos por múltiples unidades de iluminación 100 en diversas formas. Un alojamiento puede estar curvado para formar una unidad de iluminación curvilínea. Del mismo modo, pueden crearse uniones con ramificaciones, "T" o "Y" para crear una unidad de iluminación ramificada 410. Una unidad de iluminación doblada puede incluir uno o más elementos en "V".
Pueden usarse combinaciones de diversas configuraciones de unidades de iluminación 100 de fuente puntual 402, lineal 404, curvilínea, ramificada 410 y doblada para crear cualquier forma de sistema de iluminación, tal como una forma que se asemeje a una letra, número, símbolo, logotipo, objeto, estructura o similar. Posteriormente se describe una realización de una unidad de iluminación 100 adecuada para unirse a otras unidades de iluminación 100 en diferentes configuraciones.
En una realización, la materia objeto se refiere a unidades de iluminación 100, conectadas o no conectadas en red, controladas, configuradas en paneles o losetas. Una unidad de iluminación 100 con uno o más LED puede estar montada o incorporada en tal unidad de iluminación 100 para proporcionar patrones de color y capacidad de cambio de color en una diversidad de escalas. Tales unidades de iluminación, 100, en una realización, pueden estar montadas u incorporadas en paredes, techos, puertas, ventanas o suelos.
Por referencia a la Figura 5, una unidad de iluminación 100 está dispuesta en una loseta 500 que incluye una pluralidad de regiones triangulares 502, cada uno de cuyos colores puede seleccionarse y controlarse para una amplia diversidad de efectos agradables. Pueden crearse patrones de luz y color y manipularse, desvanecerse y moverse. Las losetas 500 pueden estar conectadas en red para efectos coordinados o ejecutarse en modos independientes. En diversas realizaciones, los detalles de las superficies iluminadas incluyen geometrías para maximizar la salida de luz, homogeneizar y difundir la salida de luz y dar forma a la salida de luz. Las superficies vistas incorporan texturas y formas 2D o 3D para guiar y dirigir la luz hacia el observador.
La realización de la Figura 5 es una loseta 500 que está diseñada para una instalación de pared de panel que comprende un panel de 12 elementos con cuatro áreas controlables por elemento 504. Esta es solo una de las muchas combinaciones de losetas 500 que son posibles. Pueden combinarse losetas 500 de todas las formas para cubrir cualquier superficie, al igual que las losetas convencionales para suelos, paredes o techos u otros materiales de construcción se encajan conjuntamente para cubrir estructuras o partes de estructuras. Las losetas 500 también pueden unirse para formar muebles e instalaciones, en cada caso con las capacidades del sistema de iluminación descritas en la presente memoria descriptiva y en los documentos de patente y solicitud de patente citados en el presente documento.
Por referencia a la Figura 6, existen una diversidad de disposiciones de montaje para el montaje de las losetas 500 o paneles en superficies o para elementos de interconexión. En una realización, se usa el montaje en pared 602. El
montaje en pared usa clips de montaje 604 para proporcionar la separación deseada, para asegurar las unidades a la pared y para proporcionar separación desde la pared. La fijación a una pared puede realizarse a través de un soporte o abrazaderas de dos piezas tales como clips en Z o abrazaderas francesas.
Las losetas 500 también pueden colgarse como un cuadro de un gancho con un alambre en la parte posterior. Estos diseños de abrazadera también pueden incorporar características tales como canales o superficies empotradas que permitan el tendido de cables para la comunicación de datos y la ubicación de fuentes de alimentación entre unidades adyacentes o enrutar mejor tal cableado con fines de terminación y paso a través de cavidades de pared y cajas de conexiones. La Figura 6 y las figuras posteriores muestran más detalles sobre cómo pueden usarse y montarse las losetas 500.
La Figura 6 también muestra el montaje en techo 608. Aunque los dispositivos pueden asegurarse al techo a través de soportes y otras fijaciones como se describe en la realización del montaje en pared, los techos a menudo están cubiertos con una infraestructura de rejilla suspendida que permite una diversidad de placas de techo, así como luces y elementos relacionados con HVAC. Pueden dimensionarse elementos de loseta de techo 610 para encajar en rejillas de techos suspendidos convencionales. Por ejemplo, un elemento 610 de 2 pies por 2 pies podría encajar directamente en una rejilla de techo convencional 612. Las opciones de cableado adicionales para el montaje de techo pueden incluir cables puente de unidad a unidad para dar flexibilidad a la instalación.
En otras realizaciones, las losetas 500 pueden estar incorporadas como elementos de solado. El diseño del alojamiento puede tener suficiente resistencia estructural para formar un elemento de suelo muy parecido al suelo elevado usado en los centros informáticos o incluso a las losetas estructurales usadas como material de suelo de aplicación directa. Alternativamente, las losetas 500 pueden montarse debajo de elementos de suelo transparentes o translúcidos para proporcionar iluminación a través de tales elementos. Por ejemplo, la combinación de muchos de estos elementos de panel puede usarse como pistas de baile o para estudios y escenarios para una diversidad de efectos dramáticos y agradables.
Para las realizaciones montadas en techo, todos los materiales y la construcción son preferentemente de clasificación plenum, ya que los espacios de aire por encima de los techos suspendidos también se usan normalmente para la manipulación de aire. Los materiales seleccionados, incluyendo paneles y aislamiento del cableado, deben cumplir con todas las clasificaciones de resistencia al fuego requeridas y no deben emitir gases volátiles.
Además, para dispositivos LED de alta potencia o donde se usen grandes concentraciones de LED, pueden incorporarse instalaciones de disipación de calor directamente en la estructura del panel. Existen muchas realizaciones de instalaciones de disipación de calor. Estas pueden tomar la forma de disipadores de calor de metal fundido o extruido tradicionales, así como ventiladores y canales de ventilación y flujo de aire apropiados. Otras instalaciones incluyen sistemas enfriados por líquido que permiten que las corrientes de convección transfieran calor y proporcionen un flujo de calor lejos de la fuente. Algunos medios adicionales para la disipación térmica incluyen dispositivos de refrigeración termoeléctricos, tales como los que usan el efecto Peltier, que usa electricidad para crear un lado frío y disipar el calor de un lado "caliente".
La Figura 7 muestra una instalación de montaje en riel 700 para una loseta 500. Esta realización es un sistema de montaje que incluye rieles para conectar un mayor número de losetas 500 o elementos de panel entre sí. Los propios rieles 700 pueden usarse como sistema de suspensión o montaje, como se muestra en la Figura 7.
Por referencia a la Figura 8, otro aspecto es que el cableado de los dispositivos puede realizarse a través de un conector directo 802 entre losetas 500 similar en principio a los bloques de construcción. Es decir, las losetas 500 o los elementos de panel modulares pueden conectarse directamente entre sí con accesorios tanto mecánicos como eléctricos 802.
Por referencia a la Figura 9, las losetas 500 pueden estar equipadas con una instalación magnética 900, de modo que las losetas 500 se mantengan unidas mediante la atracción de imanes 900. Los paneles pueden ser lo suficientemente livianos e incorporar materiales ferrosos o imanes cuyos campos se alineen para permitir el acoplamiento entre elementos adyacentes.
Por referencia a la Figura 10, se describe una instalación para conectar y unir losetas 500 o paneles con conexiones de doble propósito. En la Figura 10, los elementos con forma triangular y de diamante 1002 son soportes para interconectar las losetas 500. La característica de acercamiento muestra las conexiones eléctricas y de datos entre las losetas 500.
La Figura 11 muestra un diagrama de bloques de una parte de un LUC 208 genérico que incluye un procesador LUC 1102 y un módulo de detección de energía 1114. Como se indica en la Figura 11, el módulo de detección de energía 1114 puede estar acoplado a una conexión de entrada de fuente de alimentación 1112 y puede, a su vez, proporcionar energía a una o más unidades de iluminación acopladas al LUC a través de una conexión de salida de energía 1110. El módulo de detección de energía 1114 también puede proporcionar una o más señales de salida
1116 al procesador 1102, y a su vez el procesador puede comunicar información al controlador central 202 relacionada con la detección de energía, a través de la conexión 1108.
En un aspecto del LUC mostrado en la Figura 11, el módulo de detección de energía 1114, junto con el procesador 1102, pueden estar adaptados para determinar simplemente cuándo alguna de las unidades de iluminación acopladas al LUC está consumiendo energía, sin determinar necesariamente la energía real que se extrae o el número real de unidades que extraen energía. Tal determinación "binaria" de energía consumida o no consumida mediante la recopilación de unidades de iluminación acopladas al LUC facilita un algoritmo de aprendizaje/determinación de identificador (que, por ejemplo, puede realizar el procesador LUC 1102 o el controlador central 202), de acuerdo con a una realización.
En otros aspectos, el módulo de detección de energía 1114 y el procesador 1102 pueden estar adaptados para determinar, al menos aproximadamente, la energía real consumida por las unidades de iluminación en un momento dado. Si se conoce a priori la energía media consumida por una sola unidad de iluminación, el número de unidades que consumen energía en un momento dado puede derivarse de tal medición de energía real. Tal determinación es útil en otras realizaciones, como se discute con mayor detalle posteriormente.
La Figura 12 muestra un ejemplo de una parte de una implementación de circuito de un LUC que incluye un módulo de detección de energía 1114 de acuerdo con una realización. En la Figura 12, la conexión de entrada de la fuente de alimentación se muestra como un terminal positivo 1112A y un terminal de tierra 1112B. De manera similar, la conexión de salida de energía a las unidades de iluminación se muestra como un terminal positivo 1110A y un terminal de tierra 1 HOB. En la Figura 12, el módulo de detección de energía 1114 está implementado esencialmente como un sensor de corriente interpuesto entre el terminal de tierra 1112B de la conexión de entrada de la fuente de alimentación y el terminal de tierra 1110B de la conexión de salida de energía. El sensor de corriente incluye una resistencia de muestreo R3 para desarrollar una tensión muestreada basada en la energía extraída de la conexión de salida de energía. A continuación, la tensión muestreada se amplifica mediante el amplificador operacional U6 para proporcionar una señal de salida 1116 al procesador 1102 que indica que se está extrayendo energía.
En un aspecto de la realización mostrado en la Figura 12, la conexión de suministro de entrada de energía 1112A y 1112B puede proporcionar una tensión de suministro de aproximadamente 20 voltios, y el módulo de detección de energía 314 puede estar diseñado para generar una señal de salida 316 de aproximadamente 2 voltios por amperio de corriente de carga (es decir, una ganancia de 2 V/A) extraída por el grupo de unidades de iluminación acopladas al LUC. En otros aspectos, el procesador 1102 puede incluir un convertidor A/D que tiene una resolución de detección del orden de aproximadamente 0,02 voltios, y las unidades de iluminación pueden estar diseñadas de modo que cada unidad de iluminación pueda extraer aproximadamente 0,1 amperios de corriente cuando se activa, lo que da como resultado un mínimo de aproximadamente 0,2 voltios de señal de salida 1116 (basado en la ganancia de 2 V/A discutida anteriormente) cuando cualquier unidad del grupo obtiene energía (es decir, resuelto fácilmente por el convertidor A/D del procesador). En otro aspecto, la corriente de reposo mínima (corriente fuera de estado, sin fuentes de luz con energía) extraída por el grupo de unidades de iluminación puede medirse cada cierto tiempo, y puede configurarse un umbral apropiado para el módulo de detección de energía 1114, de modo que la señal de salida 1116 refleje con precisión el momento en el que el grupo de unidades de iluminación extrae energía debido a la activación real de una o más fuentes de luz.
Como se ha discutido anteriormente, de acuerdo con una realización, el procesador LUC 1102 puede monitorizar la señal de salida 1116 del módulo de detección de energía 1114 para determinar si el grupo de unidades de iluminación está extrayendo energía, y usar esta indicación en un algoritmo de aprendizaje de determinación de identificador para determinar la recopilación de identificadores del grupo de unidades de iluminación acopladas a la LUC.
Por referencia a la Figura 13, las losetas 500 pueden estar unidas en la parte posterior mediante elementos de soporte 1302 que encajan en un área empotrada 1304 para unir e interconectar las losetas 500. Las áreas empotradas 1304 pueden servir como un canal para facilitar el cableado de un sistema de iluminación con unidades de iluminación 100. El área ampliada muestra una realización de los elementos de soporte 1302. Los soportes también forman un elemento que proporciona separación, colgado a pared y conexión entre losetas 500 adyacentes. Los soportes 1302 proporcionan separación, fijación y capacidad para colgar, así como un canal de cableado integral. Un soporte 1302 puede usar una o más de estas características.
En el caso de separación de una loseta 500 de una pared, piso, techo u otra superficie, los elementos ópticos pueden proporcionar un camino para la luz en el borde posterior de la loseta para enmarcar los paneles de iluminación y dar un "efecto de halo" a las losetas 500. Esta luz de halo también puede proporcionarse con elementos emisores de luz separados para proporcionar un control separado de las luces delantera y trasera. El efecto de halo también puede usar una máscara de sombra o siluetas conformadas para dar diferentes formas de iluminación, tales como líneas almenadas, onduladas, materiales difusores con diferentes desvanecimientos sobre la superficie o incluso un marco de borde afilado simple.
El efecto de halo o marco también puede conseguirse mediante unidades de iluminación 100 distintas y controladas
por separado. Las líneas o superficies adyacentes pueden ser tiras de luz que están incorporadas como piezas decorativas dentro de una cuadrícula o patrón de losetas o paneles. La Figura 14 muestra losetas cuadradas 500 separados por elementos de iluminación rectangulares 1404 controlados por separado. Los elementos de iluminación 1404 son modulares y pueden fabricarse en cualquier forma para que pueda crearse cualquier patrón o conjunto de patrones.
En varias realizaciones, cada loseta 500 puede dividirse en una diversidad de formas individuales. Con la cuadrícula subyacente de nodos controlables, habría suficiente iluminación para iluminar cada nodo hasta la resolución de la propia cuadrícula.
Pueden estar aisladas formas arbitrarias que incluyen polígonos, círculos y cualquier otro conjunto de patrones entrelazados y controlarse individualmente dentro de una loseta 500.
Para reducir la cantidad de elementos emisores de luz necesarios para una loseta 500, pueden montarse paneles con LED como unidad de iluminación 100 o fuente de luz 1502 en los bordes orientados hacia el centro de la forma, como se muestra en el lado derecho de la Figura 15.
La luz irradiada hacia fuera de la fuente de luz 1502 se desvanecerá en intensidad en función de la distancia de la fuente de luz 1502. Para proporcionar una iluminación más uniforme, la forma del interior de la loseta 500 puede estar configurada de tal modo que capture y refleje la iluminación para proporcionar una superficie iluminada más uniformemente para una cubierta 1512 colocada sobre la región en la que se colocan las fuentes de luz 1502. En la Figura 15, se muestra en relieve una pirámide 1510 que se acerca al observador y proporciona un aumento de luz hacia el observador. Las caras de la pirámide 1504 cerca de la base de la pirámide 1510 son más brillantes que el área plana 1508 que está más cerca de la fuente de luz 1502, dado que el ángulo de incidencia de la luz de la fuente de luz 1502 es tal que se refleja más luz hacia arriba (hacia el ojo de un observador que está mirando la loseta 500 desde una dirección sustancialmente hacia la parte superior de la pirámide 1508) desde las caras en ángulo 1504 que desde las áreas planas 1508. Con la cubierta difusora 1512, este efecto proporciona una intensidad casi uniforme de iluminación de toda la loseta 500, como se muestra en el lado izquierdo de la Figura 15. De ese modo, la Figura 15 muestra una loseta 500 con un borde interior iluminado, con y sin la cubierta difusora 1512. Se ha de observar el uso de un elemento piramidal 1508 para orientar, difundir y homogeneizar la salida de luz. Las diagonales brindan separación entre áreas adyacentes y pueden proporcionarse en una diversidad de alturas para eliminar o permitir la superposición de colores de secciones adyacentes.
Aunque la pirámide 1508 tiene una forma sencilla para implementar un efecto de luz favorable, pueden proporcionarse otras formas y pueden ser más eficaces sobre diferentes diferencias y diferentes configuraciones de las losetas 500. Las formas curvas, específicamente las adaptadas a un modelo matemático de distribución de luz, pueden proporcionar aún mejor uniformidad con la distancia. Una forma descrita por una ecuación de orden 2n, tal como una parábola, puede ser más adecuada para dar las propiedades correctas de uniformidad de luz reflejada hacia el ojo del observador de la loseta 500.
En realizaciones, el material superficial para el interior de la loseta 500 puede ser una superficie blanca mate, es decir, una superficie lambertiana. Una superficie lambertiana es una superficie perfectamente mate y, de ese modo, se adhiere a la ley del coseno de Lambert, que establece que la luz reflejada en cualquier dirección desde una superficie perfectamente difusora varía con el coseno del ángulo entre esa dirección y la perpendicular a la superficie. El resultado es que la luminancia de esa superficie es la misma independientemente del ángulo de visión. Esto, en combinación con la forma descrita anteriormente, proporciona una superficie iluminada uniforme agradable con poca variación perceptible.
Por supuesto, en realizaciones, puede ser deseable usar una diversidad de formas y materiales para dar un efecto diferente a la iluminación uniforme. Diversas formas pueden proporcionar variación, sombras y texturas para dar efectos escultóricos a la luz. Por ejemplo, puede formarse un símbolo, letra, número, logotipo, carácter, imagen u otro elemento diseñando la configuración interior de la loseta 500, la naturaleza reflectante del interior o la capacidad de transmisión de luz de la cubierta 1512, para variar la intensidad de la luz en regiones particulares de la loseta 500.
Se ha de observar que el uso de una superficie en el interior de la loseta 500, tal como la pirámide 1508, puede crear un vacío debajo del cual puede usarse el espacio para ocultar fuentes de alimentación y controladores, conectores y otras piezas relacionadas del sistema de losetas 500.
Aunque la realización de la Figura 15 muestra un sistema de iluminación de borde, pueden usarse otras configuraciones de unidades de iluminación 100 para iluminar el interior de la loseta 500. Estas incluyen cuadrículas regulares o irregulares, conjuntos de columnas, círculos u otras formas de unidades de iluminación 100 que sirvan como elementos emisores de luz. Estos elementos también pueden proporcionar un color fijo o tener nodos controlados de forma independiente dentro del interior de la loseta 500.
En realizaciones, una placa de circuito puede usar una máscara de soldadura blanca para maximizar la reflectancia
y la salida de luz de la loseta 500.
La cubierta 1512 de la Figura 15 es un ejemplo de un panel difusor para una loseta 500. Tales paneles difusores pueden moldearse y esculpirse en una diversidad de formas agradables con fines estéticos y decorativos. Estos pueden ser unidades modulares que pueden sustituirse entre sí para cambiar el aspecto general o para representar diferentes temas. En combinaciones de colores y formas, cada instalación puede ser única. El uso de revestimientos translúcidos u opacos en color, tales como pantallas de seda, puede proporcionar aún más efectos. Esto puede usarse con fines publicitarios o de información, parte frontal de máquinas dispensadoras o expendedoras, letreros, servicios accesibles, tales como teléfonos o quioscos, y cualquier otra aplicación donde se usen obras de arte, letreros o pantallas. Con los colores translúcidos puede creerse un efecto de llamarada usando colores cambiantes detrás de los gráficos en color. El uso de paneles difusores modulares permite una mayor diversidad de efectos de cambio de color basado en los colores de los materiales.
Las Figuras 16 y 17 muestran una diversidad de texturas y formas que pueden usarse para difundir y difractar luz entre la amplia diversidad incluida en la presente memoria descriptiva. Las cubiertas 1600 pueden incorporar gráficos y otros elementos tales como personajes e ilustraciones. Pueden proporcionarse teselaciones en patrones de tipo Escher o Penrose que sean periódicos o aperiódicos. Las losetas 500 en estas muchas texturas y formas pueden estar dispuestas en muchos entornos, tales como para cubrir partes de interiores y exteriores de edificios, incluyendo paredes, puertas, ventanas, techos, pisos, muebles, mesas, estantes y otras superficies.
Las Figuras 18 y 19 muestran superficies difusas que forman los paneles que están diseñados para formarse y moldearse fácilmente con técnicas de fabricación convencionales. Aquí, la loseta 500 puede diseñarse para encajar al ras con una superficie 1802, de modo que no requiera marco en el exterior de una configuración de unidades múltiples yendo hasta la pared sin separación, dejando expuesto el cableado y otros aspectos mecánicos de la loseta. La Figura 19 muestra diversas realizaciones de tales losetas 500, con diferentes diseños para los paneles difusores.
La Figura 20 muestra una configuración 2000 con rejillas regulares de elementos que cambian de color 2002, cada uno usando un paquete de LED que incorpora un LED rojo, verde y azul. Por supuesto, pueden usarse otros colores de LED. Los elementos emisores de luz están acoplados a un chip integrado de control, alimentación y comunicaciones o ASIC en la parte posterior de la placa, lo que hace que el desarrollo de configuraciones con formas arbitrarias sea un proceso muy sencillo. Las Figuras 20 y 21 muestran dos placas de circuito impreso diferentes 2000, 2100, con diferente separación entre los elementos de iluminación 2002, 2102. La configuración 2000 es una matriz de 6 por 6, o 36 unidades por pie cuadrado. La configuración 2100 es una matriz de 8 por 8, o 64 elementos 2102 por pie cuadrado. Este número puede variar de acuerdo con aplicaciones particulares, y no hay límite hasta que todo el espacio esté completamente lleno de elementos emisores de luz 2002, 2102. Estos paneles de luz controlada pueden fabricarse en cualquier forma. Cada nodo puede hacerse controlable individualmente, ya sea mediante un esquema de direccionamiento tal como DMX o, más preferentemente, en algunas realizaciones, un protocolo de luz en cadena descrito en otra parte del presente documento, en donde cada nodo recibe datos en una serie y responde al primer elemento de datos no modificado en la corriente. En esta realización particular, una agrupación RGB está colocalizada en un solo paquete. Cuando los elementos de iluminación se colocan en una configuración de cuadrícula de este tipo, puede colocarse un panel difusor directamente sobre los elementos, y puede crearse cualquier forma, símbolo, carácter o similar mediante la creación autora de señales para cada elemento de la cuadrícula, variando la intensidad y el color del elemento de rejilla. Una realización es una pluralidad de placas 204 dispuestos en un patrón cuadrado y cubiertos por un difusor para formar una luz de loseta 500. En realizaciones, el control puede ser un control orientado a objetos, tal como en conjunto con un sistema autor de software, como se describe en otra parte del presente documento. En realizaciones, la creación autora puede ser un método de creación autora geométrica, tal como se describe en otra parte del presente documento. De ese modo, pueden replicarse efectos de creación autora en el software, tales como animaciones Flash, en las configuraciones 2000, 2100 y a continuación difundirse en un panel difusor, dando como resultado efectos muy agradables, tales como explosiones de color, persecución de arcoíris, efectos de tipo tinción, y similares. Los efectos pueden incluir desplazamiento de texto, gráficos, animaciones y similares. En realizaciones, puede realizarse creación autora de efectos para responder a una señal de entrada 124, tal como una señal de video entrante, donde las unidades de iluminación individuales 100 que forman una cuadrícula o matriz responden a elementos de la señal de video, tal como para representar píxeles o partes de píxeles, de la señal de vídeo entrante.
Otro método para proporcionar una loseta 500 usa iluminación de borde, usando una realización una parte inferior reflectante o una forma de reflector extruida.
Por referencia a la Figura 22, otra realización 2200 usa diferentes capas físicas para un efecto. El método usa nodos LED integrales 2204 con difusores 2202. Usando PCB poligonales con máscara de soldadura blanca, cada nodo 2202 se asienta bajo una protuberancia en el material difusor 2204. El efecto es una serie de nodos controlables direccionables por separado que flotan en un campo de color uniforme. Los nodos emisores de luz 2204, mostrados como pequeños círculos, emiten luz hacia arriba en los difusores 2202, que pueden tener una diversidad de formas y texturas. Esto puede ser además de unidades de iluminación de borde cuya luz se muestra con las flechas horizontales en la Figura 22.
Por referencia a la Figura 23, las teselas de Penrose son un conjunto de teselas que no forman un patrón regular sin importar cuántos se usen. Los patrones se denominan aperiódicos. El conjunto más simple de dos teselas que tienen esta propiedad son los dos romboides mostrados en la Figura 23, con todos los bordes de longitud unitaria. Las superficies teseladas producidas con estas formas tendrán, a través del control del color, algunos patrones muy interesantes. Estas son disposiciones teseladas que llenan el plano de tal modo que no hay patrones regularmente recurrentes. A menudo, la agrupación de teselas con el mismo aspecto puede repetirse infinitamente, pero no separarse uniformemente. Tales formas se discuten en el documento de Patente de Estados Unidos de América n.° 4.133.152, titulado "Set of Tiles for Covering a Surface". Otras teselas pueden incluir teselas versátiles que pueden formar teselaciones periódicas y aperiódicas del plano. Estos efectos pueden basarse en geometría y acoplarse a otros sistemas tales como medios (música, video, juegos de video y computadora, películas, etc.).
Habiendo desarrollado una diversidad de realizaciones para relacionar una unidad de iluminación 100 que tiene una ubicación física con una dirección para la unidad de iluminación 100, ya sea una dirección de red, un identificador único o una posición dentro de una serie o cadena de unidades de iluminación 100 que se pasan señales de control entre sí, así como una diversidad de configuraciones para las unidades de iluminación 100, incluyendo disposiciones de losetas con diversas geometrías, es deseable además tener instalaciones para creación autora de señales de control para las unidades de iluminación. Un ejemplo de tal sistema autor es un sistema autor basado en software, tal como COLORPLAY™ ofrecido por Color Kinetics Incorporated de Boston, Massachusetts.
Una realización se refiere a sistemas y métodos para generar señales de control. Aunque las señales de control se describen en el presente documento en relación con la creación autora de espectáculos de iluminación y dispositivos de visualización para la unidad de iluminación 100 en diversas configuraciones, se ha de entender que las señales de control pueden usarse para controlar cualquier sistema que sea capaz de responder a una señal de control, ya sea un sistema de iluminación, red de iluminación, luz, LED, sistema de iluminación LED, sistema de audio, sistema de sonido envolvente, máquina de niebla, máquina de lluvia, sistema electromecánico u otros sistemas. Los sistemas de iluminación como los descritos en los documentos de Patente de Estados Unidos de América con números 6.016.038, 6.150.774 y 6.166.496 ilustran algunos tipos diferentes de sistemas de iluminación donde pueden usarse señales de control.
En ciertas aplicaciones informáticas, generalmente hay una pantalla de visualización (que podría ser una pantalla de computadora personal, pantalla de televisión, pantalla de computadora portátil, computadora de mano, pantalla de gameboy, monitor de computadora, pantalla plana, pantalla lCd , pantalla PDA u otra pantalla) que representa un entorno virtual de algún tipo. También hay generalmente un usuario en un entorno del mundo real que rodea la pantalla de visualización. La presente realización se refiere, entre otras cosas, al uso de una aplicación informática en un entorno virtual para generar señales de control para sistemas, tales como sistemas de iluminación, que están ubicados en entornos del mundo real, tal como la unidad de iluminación 100 colocada en diversas configuraciones descritas anteriormente, incluyendo configuraciones lineales, matrices, configuraciones curvilíneas, configuraciones 3D y otras configuraciones, y en particular incluyendo configuraciones que pueden formarse disponiendo losetas 500 en diversas configuraciones bidimensionales y tridimensionales.
Una realización de la presente divulgación describe un método para generar señales de control como se ilustra en el diagrama de bloques de la Figura 24. El método puede implicar proporcionar o generar una imagen o representación de una imagen, es decir, una representación gráfica 2402. La representación gráfica puede ser una imagen estática tal como un dibujo, fotografía, imagen generada o imagen que es o parece ser estática. La imagen estática puede incluir imágenes mostradas en la pantalla de una computadora u otra pantalla aunque la imagen se actualice continuamente en la pantalla. La imagen estática también puede ser una copia impresa de una imagen.
La provisión de una representación gráfica 2402 también puede implicar generar una imagen o representación de una imagen. Por ejemplo, puede usarse un procesador para ejecutar software para generar la representación gráfica 2402. De nuevo, la imagen que se genera puede ser o parecer estática o la imagen puede ser dinámica. Un ejemplo de software usado para generar una imagen dinámica es el software informático Flash 5 ofrecido por Macromedia, Incorporated. Flash 5 es un programa informático ampliamente usado para generar gráficos, imágenes y animaciones. Otros productos útiles usados para generar imágenes incluyen, por ejemplo, Adobe Illustrator, Adobe Photoshop y Adobe LiveMotion. Hay muchos otros programas que pueden usarse para generar imágenes tanto estáticas como dinámicas. Por ejemplo, Microsoft Corporation desarrolla el programa informático Paint. Este software se usa para generar imágenes en una pantalla en formato de mapa de bits. Pueden usarse otros programas de software para generar imágenes en mapas de bits, coordenadas vectoriales u otras técnicas. También hay muchos programas que generan gráficos en tres o más dimensiones. Las bibliotecas Direct X, de Microsoft Corporation, por ejemplo, generan imágenes en un espacio tridimensional. La salida de cualquiera de los programas de software anteriores o programas similares puede servir como representación gráfica 2402. En realizaciones, la representación gráfica puede corresponder a una señal de video entrante, donde los fotogramas de video individuales se representan como representaciones gráficas.
En realizaciones, la representación gráfica 2402 puede generarse usando software ejecutado en un procesador, pero la representación gráfica 2402 nunca se visualizaría en una pantalla. En una realización, un algoritmo puede
generar una imagen o representación de la misma tal como, por ejemplo, una explosión en un espacio. La función de explosión puede generar una imagen y esta imagen puede usarse para generar señales de control como se describe en el presente documento con o sin visualización real de la imagen en una pantalla. La imagen puede visualizarse a través de una red de iluminación, por ejemplo, sin que se visualice nunca en una pantalla.
En una realización, la generación o representación de una imagen puede lograrse a través de un programa que se ejecuta en un procesador. En una realización, el fin de generar la imagen o representación de la imagen puede ser proporcionar información definida en un espacio. Por ejemplo, la generación de una imagen puede definir cómo viaja un efecto de iluminación a través de un espacio. El efecto de iluminación puede representar una explosión, por ejemplo. La representación puede iniciar una luz blanca brillante en la esquina de una cuadrícula de losetas 500 y la luz puede alejarse de esta esquina a una velocidad (con rapidez y dirección) y el color de la luz puede cambiar a medida que continúa la propagación del efecto. En una realización, un generador de imágenes puede generar una función o algoritmo. La función o algoritmo puede representar un evento tal como una explosión, rayo, faros, un tren que atraviesa un espacio o una cuadrícula, un disparo de bala a través de un espacio o una cuadrícula, luz que se mueve a través de un espacio o una cuadrícula, la salida del sol a través de un espacio o una cuadrícula, un molino giratorio que se mueve alrededor de un espacio o cuadrícula, un arcoíris que persigue colores, u otro evento. La función o algoritmo puede representar una imagen, tal como luces que se arremolinan en un espacio o cuadrícula, bolas de luz que rebotan en un espacio o cuadrícula, sonidos que rebotan en un espacio u otras imágenes. La función o algoritmo también puede representar efectos generados aleatoriamente u otros efectos. El término "cuadrícula" pretende incluir cualquier disposición bidimensional, tal como una cuadrícula, matriz, celosía o superficie similar, incluyendo tal disposición doblada o curvada, tal como una pared que rodea una esquina. El término "espacio" pretende incluir cualquier disposición tridimensional.
Nuevamente por referencia a la Figura 24, una función de configuración de sistema de iluminación 2404 puede realizar etapas adicionales para los métodos y sistemas descritos en el presente documento. La función de configuración del sistema de iluminación puede generar un archivo de configuración del sistema, datos de configuración u otra información de configuración para un sistema de iluminación, tal como la mostrada en relación con la Figura 1.
La función de configuración de sistema de iluminación puede representar o correlacionar un sistema, tal como una unidad de iluminación 100, sistema de sonido u otro sistema, como se describe en el presente documento, con una posición o posiciones en un entorno 100. Por ejemplo, una unidad de iluminación LED 100 puede correlacionarse con una posición dentro de un espacio. En una realización, también puede determinarse la ubicación de una superficie iluminada para su inclusión en el archivo de configuración. La posición de la superficie iluminada también puede estar asociada a una unidad de iluminación 100. En realizaciones, la superficie iluminada 107 puede ser el parámetro deseado, mientras que la unidad de iluminación 100 que genera la luz para iluminar la superficie también sea importante. Las señales de control de iluminación pueden comunicarse a una unidad de iluminación 100 cuando una superficie esté programada para ser iluminada por la unidad de iluminación 100. Por ejemplo, las señales de control pueden comunicarse a un sistema de iluminación cuando una imagen generada requiera que una sección particular de un espacio cambie de tono, saturación o brillo. En esta situación, las señales de control pueden usarse para controlar el sistema de iluminación de modo que la superficie iluminada 107 se ilumine en el momento adecuado. La superficie iluminada 107 puede estar ubicada en una pared, pero la unidad de iluminación 100 diseñada para proyectar luz sobre la superficie 107 puede estar ubicada en el techo. La información de configuración podría estar dispuesta para iniciar la unidad de iluminación 100 para activar o cambiar cuando la superficie 107 se vaya a iluminar.
Aún por referencia a la Figura 24, la representación gráfica 2402 y la información de configuración de la función de configuración de sistema de iluminación 2404 pueden suministrarse a un módulo de conversión 2408, que asocia la información de posición de la función de configuración a la información de la representación gráfica y convierte la información en una señal de control, tal como una señal de control para una unidad de iluminación 100. A continuación, el módulo de conversión puede comunicar la señal de control, tal como a la unidad de iluminación 100. En realizaciones, el módulo de conversión asigna posiciones en la representación gráfica a posiciones de unidades de iluminación 100 en el entorno, a medida que se almacena en un archivo de configuración para el entorno (como se describe posteriormente). El mapeo podría ser un mapeo uno a uno de píxeles o grupos de píxeles en la representación gráfica a unidades de iluminación 100 o grupos de unidades de iluminación 100 en el entorno 100. Podría ser un mapeo de píxeles en la representación gráfica a superficies 107, polígonos u objetos en el entorno que están iluminados por unidades de iluminación 100. Una relación de mapeo también podría mapear información de coordenadas vectoriales, una función de onda o un algoritmo a las posiciones de las unidades de iluminación 100. En el presente documento pueden concebirse e incluirse muchas relaciones de mapeo diferentes.
Por referencia a la Figura 25, se representa otra realización de un diagrama de bloques para un método y sistema para generar una señal de control. Se usa una función de gestión de iluminación 2502 para generar un archivo de mapa 2504 que asigna unidades de iluminación 100 a posiciones en un entorno, a superficies que están iluminadas por los sistemas de iluminación, y similares. Una función de animación 2508 genera una secuencia de archivos de gráficos para un efecto de animación. Un módulo de conversión 2512 relaciona la información en el archivo de mapa 2504 para las unidades de iluminación 100 con la información gráfica en los archivos de gráficos. Por ejemplo, la
información de color en el archivo de gráficos puede usarse para convertirse en una señal de control de color para que una unidad de iluminación 100 genere un color similar. La información de píxeles para el archivo de gráficos puede convertirse en información de dirección para las unidades de iluminación 100, que corresponderá a los píxeles en cuestión. En realizaciones, el módulo de conversión 2512 incluye una tabla de búsqueda para convertir información de archivos de gráficos particulares en señales de control de iluminación particulares, de acuerdo con el contenido de un archivo de configuración para el sistema de iluminación y los algoritmos de conversión apropiados para la función de animación en cuestión. La información convertida puede enviarse a una herramienta de reproducción 2514, que a su vez puede reproducir la animación y enviar señales de control 2518 a unidades de iluminación 100 en un entorno.
Por referencia a la Figura 26, se representa una realización de un archivo de configuración 2600, que muestra ciertos elementos de información de configuración que pueden almacenarse para una unidad de iluminación 100 u otro sistema. De ese modo, el archivo de configuración 2600 puede almacenar un identificador 2602 para cada unidad de iluminación 100, así como la posición 2608 de ese sistema de iluminación en un sistema de coordenadas o mapeo deseado para el entorno 100 (que pueden ser coordenadas (x, y, z), coordenadas polares, coordenadas (x, y), o similares). La posición 508 y otra información pueden depender del tiempo, por lo que el archivo de configuración 2600 puede incluir un elemento de tiempo 2604. El archivo de configuración 2600 también puede almacenar información sobre la posición 2610 que está iluminada por la unidad de iluminación 100. Esa información puede consistir en un conjunto de coordenadas, o puede ser una superficie, polígono, objeto u otro elemento identificado en el entorno. El archivo de configuración 2600 también puede almacenar información sobre los grados de libertad disponibles para el uso de la unidad de iluminación 100, tales como colores disponibles en un intervalo de color 2612, intensidades disponibles en un intervalo de intensidad 2614 o similares. El archivo de configuración 2600 también puede incluir información sobre otros sistemas en el entorno que están controlados por los sistemas de control descritos en el presente documento, información sobre las características de las superficies 107 en el entorno y similares. De ese modo, el archivo de configuración 2600 puede asignar un conjunto de unidades de iluminación 100 a las condiciones que son capaces de generar en un entorno 100.
En una realización, la información de configuración, tal como el archivo de configuración 2600, puede generarse usando un programa ejecutado en un procesador. Por referencia a la Figura 27, el programa puede ejecutarse en una computadora 2700 con una interfaz gráfica de usuario 2712 donde puede visualizarse una representación de un entorno 2702, que muestre unidades de iluminación 100, superficies iluminadas 107 u otros elementos en un formato gráfico. La interfaz puede incluir una representación 2702 de un espacio, por ejemplo. A continuación, pueden presentarse representaciones de luces, superficies iluminadas u otros sistemas en la interfaz 2712 y pueden asignarse ubicaciones al sistema. En una realización, las coordenadas de posición o un mapa de posición pueden representar un sistema, tal como un sistema de iluminación. También puede generarse un mapa de posición para la representación de una superficie iluminada, por ejemplo. La Figura 27 ilustra un espacio con unidades de iluminación 100. En otras realizaciones, las unidades de iluminación 100 podrían estar situadas en el exterior de un edificio, en las ventanas de un edificio, o similar.
La representación 2702 también puede usarse para simplificar la generación de efectos. Por ejemplo, un conjunto de efectos almacenados puede representarse mediante iconos 2710 en la pantalla 2712. Puede seleccionarse un icono de explosión con un cursor o un ratón, que puede indicar al usuario que haga clic en los puntos inicial y final de la explosión en el sistema de coordenadas. Ubicando un vector en la representación, el usuario puede provocar que se inicie una explosión en la esquina superior del espacio 2702 y una onda de luz y/o sonido puede propagarse a través del entorno. Con todas las unidades de iluminación 100 en posiciones predeterminadas, como se identifica en el archivo de configuración 2600, la representación de la explosión puede reproducirse en el espacio mediante el sistema de iluminación u otro sistema, tal como un sistema de sonido.
En uso, un sistema de control, tal como el usado en el presente documento, puede usarse para proporcionar información a un usuario o programador desde las unidades de iluminación 100 en respuesta o en coordinación con la información que se proporciona al usuario de la computadora 2700. Un ejemplo de cómo puede proporcionarse esto es junto con el usuario que genera una animación por computadora en la computadora 2700. La unidad de iluminación 100 puede usarse para crear uno o más efectos de luz en respuesta a los dispositivos de visualización 2712 en la computadora 2700. Los efectos de luces, o los efectos de iluminación, pueden producir una gran diversidad de efectos, incluyendo efectos de cambio de color; efectos estroboscópicos; efectos de destello; efectos de iluminación coordinados; efectos de iluminación coordinados con otros medios tales como video o audio; lavado de color donde el color cambia de tono, saturación o intensidad durante un período de tiempo; creación de un color ambiental; decoloración; efectos que simulan movimiento, tales como un arcoíris que persigue colores, una bengala que atraviesa un espacio, un sol saliendo, una columna de una explosión, otros efectos de movimiento; y muchos otros efectos. Los efectos que pueden generarse son casi ilimitados. La luz y el color rodean continuamente al usuario, y controlar o cambiar la iluminación o el color en un espacio puede cambiar las emociones, crear una atmósfera, mejorar un material u objeto, o crear otros efectos agradables o útiles. El usuario de la computadora 2700 puede observar los efectos mientras los modifica en la pantalla 2712, habilitando de ese modo un circuito de retroalimentación que permite al usuario modificar los efectos convenientemente.
En una realización, la información generada para formar la imagen o representación puede comunicarse a una
unidad de iluminación 100 o una pluralidad de unidades de iluminación 100. La información puede enviarse a los sistemas de iluminación a medida que se genera en un archivo de configuración. Por ejemplo, la imagen puede representar una explosión que comienza en la esquina superior derecha de un espacio y la explosión puede propagarse a través del espacio. A medida que la imagen se propaga a través de su espacio calculado, las señales de control pueden comunicarse a los sistemas de iluminación en el espacio correspondiente. La señal de comunicación puede hacer que el sistema de iluminación genere luz de un tono, saturación e intensidad dados cuando la imagen pasa a través del espacio iluminado sobre el que proyecta el sistema de iluminación. Una realización proyecta la imagen a través de un sistema de iluminación. La imagen también puede proyectarse a través de una pantalla de computadora u otra pantalla o dispositivo de proyección. En una realización, puede usarse una pantalla para visualizar la imagen antes o durante la reproducción de la imagen en un sistema de iluminación. En una realización, pueden correlacionarse sonido u otros efectos con los efectos de iluminación. Por ejemplo, la intensidad máxima de una onda de luz que se propaga a través de un espacio puede estar justo por delante de una onda de sonido. Como resultado, la onda de luz puede atravesar un espacio seguida de una onda de sonido. La onda de luz puede reproducirse en un sistema de iluminación y la onda de sonido puede reproducirse en un sistema de sonido. Esta coordinación puede crear efectos que parecen estar pasando por un espacio o puede crear otros efectos diversos.
Por referencia a la Figura 27, un efecto puede propagarse a través de un entorno virtual que se representa en 3D en la pantalla de visualización 2712 de la computadora 2700. En realizaciones, el efecto puede modelarse como un vector o plano que se mueve a través del espacio en el tiempo. De ese modo, todas las unidades de iluminación 100 que están ubicadas en el plano del efecto en el entorno del mundo real pueden controlarse para generar un determinado tipo de iluminación cuando el plano del efecto se propaga a través del plano del sistema de iluminación. Esto puede modelarse en el entorno virtual de la pantalla de visualización, de modo que un desarrollador pueda arrastrar un plano a través de una serie de posiciones que varían con el tiempo. Por ejemplo, un plano de efectos 2718 puede moverse con el vector 2708 a través del entorno virtual. Cuando el plano de efectos 2718 alcanza un polígono 2714, el polígono puede resaltarse en un color seleccionado de la paleta de colores 2704. Una unidad de iluminación 100 colocada en un objeto del mundo real que corresponde al polígono puede iluminar en el mismo color en el entorno de mundo real. Por supuesto, el polígono podría ser cualquier configuración de sistemas de iluminación sobre cualquier objeto, plano, superficie, pared o similar, de modo que la gama de efectos 3D que pueda crearse sea ilimitada.
En una realización, la información de imagen puede comunicarse desde un controlador central. La información puede alterarse antes de que un sistema de iluminación responda a la información. Por ejemplo, la información de imagen puede dirigirse a una posición dentro de un mapa de posiciones. Toda la información dirigida a un mapa de posiciones puede recopilarse antes de enviar la información a un sistema de iluminación. Esto puede lograrse cada vez que se actualice la imagen o cada vez que se actualice esta sección de la imagen o en otros momentos. En una realización, puede realizarse un algoritmo sobre la información que se recopila. El algoritmo puede promediar la información, calcular y seleccionar la máxima información, calcular y seleccionar la mínima información, calcular y seleccionar el primer cuartil de la información, calcular y seleccionar el tercer cuartil de la información, calcular y seleccionar la información más usada, calcular y seleccionar la integral de la información, o realizar otro cálculo con la información. Esta etapa puede completarse para nivelar el efecto del sistema de iluminación en respuesta a la información recibida. Por ejemplo, la información en un ciclo de actualización puede cambiar la información en el mapa varias veces y el efecto puede verse mejor cuando la luz proyectada toma un valor en un ciclo de actualización determinado.
En una realización, la información comunicada a un sistema de iluminación puede modificarse antes de que un sistema de iluminación responda a la información. El formato de la información puede cambiar antes de la comunicación, por ejemplo. La información puede comunicarse desde una computadora a través de un puerto USB u otro puerto de comunicación y el formato de la información puede cambiarse a un protocolo de iluminación tal como DMX cuando la información se comunica al sistema de iluminación. En una realización, las señales de información o control pueden comunicarse a un sistema de iluminación u otro sistema a través de un puerto de comunicaciones de una computadora, computadora portátil, computadora notebook, asistente digital personal u otro sistema. La información o las señales de control también pueden almacenarse en memoria, electrónica o de otro modo, para recuperarse en un momento posterior. Pueden usarse sistemas tales como los sistemas iPlayer y SmartJack fabricados y comercializados por Color Kinetics Incorporated para comunicar o almacenar señales de control de iluminación.
En una realización, diversos sistemas pueden estar asociados a mapas de posición y los diversos sistemas pueden compartir un mapa de posición o los sistemas pueden residir en áreas de posición independientes. Por ejemplo, la posición de una superficie iluminada de un primer sistema de iluminación puede cruzarse con una superficie iluminada de un segundo sistema de iluminación. Los dos sistemas aún pueden responder a la información comunicada a cualquiera de los sistemas de iluminación. En una realización, también puede controlarse la interacción de dos sistemas de iluminación. Puede usarse un algoritmo, función u otra técnica para cambiar los efectos de iluminación de uno o más de los sistemas de iluminación en un espacio interactivo. Por ejemplo, si el espacio interactivo es mayor que la mitad del espacio no interactivo de un sistema de iluminación, el tono, la saturación o el brillo del sistema de iluminación pueden modificarse para compensar el área interactiva. Esto puede
usarse para ajustar el aspecto general del área interactiva o un área adyacente, por ejemplo.
En una realización, los efectos de iluminación también podrían acoplarse al sonido, que se sumará y reforzará los efectos de iluminación. Un ejemplo es una secuencia de "alerta roja" en la que un efecto similar a una sirena "whoop whoop" se combina con la unidad de iluminación 100 que parpadea en rojo en coordinación con el sonido. Un estímulo refuerza al otro. Los sonidos y el movimiento de un terremoto usando sonido de baja frecuencia y luces parpadeantes es otro ejemplo de coordinación de estos efectos. El movimiento de la luz y el sonido pueden usarse para indicar la dirección.
En una realización, las luces se representan en una vista bidimensional o en planta. Esto permite la representación de las luces en un plano donde las luces pueden asociarse a diversos píxeles. Pueden usarse técnicas estándar de gráficos por computadora para efectos. Pueden usarse interpolaciones de animación e incluso herramientas estándar para crear efectos de iluminación. Macromedia Flash trabaja con gráficos de resolución relativamente baja para crear animaciones en la web. Flash usa gráficos vectoriales simples para crear animaciones fácilmente. La representación vectorial es eficiente para aplicaciones de transmisión, tal como en World Wide Web, para enviar animaciones a través de la red. La misma tecnología puede usarse para crear animaciones que pueden usarse para derivar comandos de iluminación asignando la información de píxeles o la información vectorial a vectores o píxeles que corresponden a posiciones de unidades de iluminación 100 dentro de un sistema de coordenadas para un entorno 100.
Por ejemplo, una ventana de animación de una computadora 2700 puede representar un espacio u otro entorno de las luces. Los píxeles en esa ventana pueden corresponder a luces dentro del espacio o puede crearse una imagen promediada de baja resolución a partir de la imagen de mayor resolución. De ese modo, las luces en el espacio pueden activarse cuando se enciende un píxel o vecindad de píxeles correspondiente. Debido a que la tecnología de iluminación basada en LED puede crear cualquier color a pedido usando información de control digital, véanse los documentos de Patente de Estados Unidos de América 6.016.038, 6.150.774 y 6.166.496, las luces pueden recrear fielmente los colores de la imagen original.
Algunos ejemplos de efectos que podrían generarse usando los sistemas y métodos descritos incluyen, pero no se limitan a, explosiones, colores, efectos bajo el agua, turbulencia, variación de color, fuego, misiles, persecuciones, rotación de un espacio, movimiento de forma, formas de tipo Tinkerbell, luces moviéndose en un espacio, y muchos otros. Cualquiera de los efectos puede especificarse con parámetros, tales como frecuencias, longitudes de onda, anchos de onda, mediciones pico a pico, velocidades, inercia, fricción, rapidez, ancho, giro, vectores y similares. Cualquiera de estos puede combinarse con otros efectos, tales como sonido.
En gráficos por computadora, el suavizado es una técnica para eliminar efectos de escalera en imágenes donde se dibujan bordes y la resolución es limitada. Este efecto puede verse en televisión cuando se muestra un patrón de rayas estrechas. Los bordes parecen reptar como hormigas a medida que las líneas se acercan a la horizontal. De manera similar, la iluminación puede controlarse de tal modo que proporcione una transición más suave durante el movimiento del efecto. Los parámetros del efecto, tales como ancho de onda, amplitud, fase o frecuencia, pueden modificarse para proporcionar mejores efectos.
Por ejemplo, por referencia a la Figura 29, un diagrama esquemático 2900 tiene círculos que representan una luz individual 2904 a lo largo del tiempo. Para que un efecto "atraviese" esta luz, podría simplemente tener una función de paso que haga que la luz emita pulsos a medida que la onda pase a través de la luz. Sin embargo, sin la noción de ancho, el efecto podría ser imperceptible. El efecto preferentemente tiene amplitud. Sin embargo, si el efecto sobre la luz fue simplemente una función de paso que se encendió durante un período de tiempo, entonces podría parecer una transición dura, lo que puede ser deseable en algunos casos, pero para efectos que se mueven con el tiempo (es decir, tienen cierta velocidad asociada a los mismos), entonces este no sería normalmente el caso.
La onda 2902 mostrada en la Figura 29 tiene una forma que corresponde al cambio. En esencia, es una convolución visual de la onda 2902 a medida que se propaga a través de un espacio. A medida que una onda, tal como la de una explosión, pasa por puntos en el espacio, esos puntos aumentan en intensidad desde cero e incluso pueden tener cambios asociados a tono o saturación, lo que da un efecto mucho más realista del movimiento del efecto. En algún momento, a medida que aumenta el número y la densidad de las luces, el espacio se convierte en una extensión de la pantalla y proporciona píxeles grandes y dispersos. Incluso con un número relativamente pequeño de unidades de iluminación 100, el efecto eventualmente puede servir como un dispositivo de visualización similar a una pantalla grande.
Los efectos pueden tener movimiento y dirección asociados, es decir, una velocidad. Incluso pueden describirse otros parámetros físicos para obtener parámetros físicos tales como fricción, inercia y momento. Incluso más aún, el efecto puede tener una trayectoria específica. En una realización, cada luz puede tener una representación que proporcione atributos de la luz. Esto puede tomar la forma de una posición 2D, por ejemplo. Una unidad de iluminación 100 puede tener asignada la totalidad de diversos grados de libertad (por ejemplo, xyz-rpy), o cualquier combinación.
Las técnicas enumeradas en el presente documento no se limitan a iluminación. Las señales de control pueden propagarse a través de otros dispositivos basándose en sus posiciones, tales como dispositivos de efectos especiales tales como pirotecnia, dispositivos generadores de olores, máquinas de niebla, máquinas de burbujas, mecanismos móviles, dispositivos acústicos, efectos acústicos que se mueven en el espacio u otros sistemas.
En la Figura 30 se representa otra realización, que contiene un diagrama de flujo 3000 con etapas para generar una señal de control. Primero, en la etapa 3002, un usuario puede acceder a una interfaz gráfica de usuario, tal como el dispositivo de visualización 2712 representado en la Figura 27. A continuación, en la etapa 3003, el usuario puede generar una imagen en el dispositivo de visualización, tal como usando un programa de gráficos o función similar. La imagen puede ser una representación de un entorno, tal como una habitación, espacio, pared, edificio, superficie, objeto o similar, en el que se disponen las unidades de iluminación 100. En relación con la Figura 30, se supone que se conoce la configuración de las unidades de iluminación 100 en el entorno y está almacenada, tal como en una tabla o archivo de configuración 2600. Por supuesto, se podría almacenar información similar simplemente conociendo la posición ordinal de una unidad de iluminación 100, tal como su posición a lo largo de una cadena de luces en un protocolo de luz en cadena (que a su vez podría usarse para formar una rejilla encadenando la rejilla en un orden particular). A continuación, en la etapa 3004, un usuario puede seleccionar un efecto, tal como de un menú de efectos. En una realización, el efecto puede ser un color seleccionado de una paleta de colores. El color podría ser una temperatura de color de blanco. El efecto podría ser otro efecto, tal como se describe en el presente documento. En una realización, la generación de la imagen 3003 puede lograrse a través de un programa ejecutado en un procesador. A continuación, la imagen puede visualizarse en una pantalla de computadora. Una vez que se selecciona un color de la paleta en la etapa 3004, un usuario puede seleccionar una parte de la imagen en la etapa 3008. Esto puede lograrse usando un cursor en la pantalla en una interfaz gráfica de usuario donde el cursor se coloca sobre la parte deseada de la imagen y a continuación la parte se selecciona con un ratón. Después de la selección de una parte de la imagen, la información de esa parte puede convertirse en señales de control de iluminación en la etapa 3010. Esto puede implicar cambiar el formato del flujo de bits o convertir la información en otra información. La información que produjo la imagen puede segmentarse en diversos colores, tales como rojo, verde y azul. La información también puede comunicarse a un sistema de iluminación, por ejemplo, en señales segmentadas rojas, verdes y azules. La señal también puede comunicarse al sistema de iluminación como una señal compuesta en la etapa 3012. Esta técnica puede ser útil para cambiar el color de un sistema de iluminación. Por ejemplo, puede presentarse una paleta de colores en una interfaz gráfica de usuario y la paleta puede representar millones de colores diferentes. Un usuario puede querer cambiar la iluminación en un espacio u otra área a un azul profundo. Para realizar su tarea, el usuario puede seleccionar el color de la pantalla con un ratón y la iluminación en el espacio cambia para coincidir con el color de la parte de la pantalla que seleccionó. Generalmente, la información en la pantalla de una computadora se presenta en pequeños píxeles de color rojo, verde y azul. Los sistemas LED, tales como los que se encuentran en los documentos de Patente de Estados Unidos de América 6.016.038, 6.150.774 y 6.166.496, también pueden incluir elementos de iluminación rojos, verdes y azules. El proceso de conversión de la información en la pantalla a las señales de control puede ser un cambio de formato para que el sistema de iluminación comprenda los comandos. Sin embargo, en una realización, la información o el nivel de los elementos de iluminación separados pueden ser los mismos que la información usada para generar la información de píxeles. Esto proporciona una duplicación precisa de la información de píxeles en el sistema de iluminación.
Usando las técnicas descritas en el presente documento, incluyendo técnicas para determinar posiciones de sistemas de iluminación en entornos, técnicas para modelar efectos en entornos (incluyendo efectos basados en tiempo y geometría) y técnicas para mapear entornos de sistemas de iluminación en entornos virtuales, es posible modelar una gama ilimitada de efectos en una gama ilimitada de entornos. No es necesario limitar los efectos a los que puedan crearse en un dispositivo de visualización cuadrado o rectangular, tal como la loseta 500. En su lugar, los sistemas de iluminación pueden disponerse en una amplia diversidad de líneas, cadenas, curvas, polígonos, conos, cilindros, cubos, esferas, hemisferios, configuraciones no lineales, nubes y formas y configuraciones arbitrarias, y a continuación modelarse en un entorno virtual que capture sus posiciones en las dimensiones de coordenadas seleccionadas. De ese modo, los sistemas de iluminación pueden disponerse en o sobre el interior o exterior de cualquier entorno, tal como una habitación, espacio, edificio, casa, pared, objeto, producto, tienda, en un vehículo de acuerdo con la invención, barco, avión, piscina, balneario, hospital, quirófano u otro lugar.
En realizaciones, el sistema de iluminación puede estar asociado a un código para la aplicación informática, de modo que el código de la aplicación informática se modifique o cree para controlar el sistema de iluminación. Por ejemplo, pueden usarse técnicas de programación orientada a objetos para adjuntar atributos a los objetos en el código de la computadora, y los atributos pueden usarse para gobernar el comportamiento del sistema de iluminación. Las técnicas orientadas a objetos son conocidas en el campo y pueden encontrarse en textos tales como "Introduction to Object-Oriented Programming" de Timothy Budd.
Se ha de entender que también pueden usarse otras técnicas de programación para dirigir sistemas de iluminación para iluminar en coordinación con aplicaciones informáticas, siendo la programación orientada a objetos una de una diversidad de técnicas de programación que entendería un experto en la materia para facilitar los métodos y sistemas descritos en el presente documento.
En una realización, un desarrollador puede adjuntar las entradas del sistema de iluminación a objetos a la aplicación
informática. Por ejemplo, el desabollador puede tener una abstracción de una unidad de iluminación 100 que se añade a la construcción de código, u objeto, de un objeto de aplicación. Un objeto puede consistir en diversos atributos, tales como posición, velocidad, color, intensidad u otros valores. Un desarrollador puede añadir luz como una instancia en el objeto en el código de una aplicación informática. Por ejemplo, el objeto podría ser un vector en un programa de animación por computadora orientado a objetos o un programa de modelado sólido, con atributos, tales como dirección y velocidad. Puede añadirse una unidad de iluminación 100 como una instancia del objeto de la aplicación informática, y el sistema de iluminación puede tener atributos, tales como intensidad, color y diversos efectos. De ese modo, cuando se producen eventos en la aplicación informática que llaman al objeto del vector, un hilo que se ejecuta a través del programa puede extraer código para que sirva como entrada al procesador del sistema de iluminación. La luz puede representar con precisión geometría, ubicación, localización espacial, representar un valor del atributo o rasgo, o proporcionar indicación de otros elementos u objetos.
Por referencia a la Figura 31, en una realización de un sistema de iluminación en red, un transmisor de red 3102 comunica información de red a las unidades de iluminación 100. En tal realización, las unidades de iluminación 100 pueden incluir un puerto de entrada 3104 y un puerto de exportación 3108. La información de red puede comunicarse a la primera unidad de iluminación 100 y la primera unidad de iluminación 100 puede leer la información direccionada a la misma y pasar la parte restante de la información a la siguiente unidad de iluminación 100.
Por referencia a la Figura 32, un diagrama de flujo 3200 proporciona etapas para un método de provisión de iluminación coordinada. En la etapa 3202, el programador codifica un objeto para una aplicación informática, usando, por ejemplo, técnicas de programación orientada a objetos. En la etapa 3204, la programación crea instancias para cada uno de los objetos en la aplicación. En la etapa 3208, el programador añade luz como instancia a uno o más objetos de la aplicación. En la etapa 3210, el programador proporciona un hilo, que se ejecuta a través del código de la aplicación. En la etapa 3212, el programador proporciona que el hilo extraiga código de entrada de sistema de iluminación de los objetos que tienen luz como instancia. En la etapa 3214, la señal de entrada extraída del hilo en la etapa 3212 se proporciona al sistema de iluminación, de modo que el sistema de iluminación responda al código extraído de la aplicación informática.
Usando tal entrada de luz orientada a objetos para la unidad de iluminación 100 desde el código para una aplicación informática, pueden asociarse diversos efectos de iluminación en el entorno del mundo real a los objetos del mundo virtual de una aplicación informática. Por ejemplo, en la animación de un efecto tal como la explosión de un polígono, puede adjuntarse un efecto de luz a la explosión del polígono, tal como sonido, destello, movimiento, vibración y otros efectos temporales. Además, la unidad de iluminación 100 podría incluir otros dispositivos de efectos, incluyendo dispositivos de producción de sonido, dispositivos de producción de movimiento, máquinas de niebla, máquinas de lluvia u otros dispositivos que también podrían producir indicaciones relacionadas con ese objeto.
Por referencia a la Figura 33, un diagrama de flujo 3300 representa etapas para la iluminación coordinada entre una representación en un entorno virtual de una pantalla de computadora y una unidad de iluminación 100 o un conjunto de unidades de iluminación 100 en un entorno real. En realizaciones, el código de programa para el control de la unidad de iluminación 100 tiene un hilo separado que se ejecuta en la máquina que proporciona sus señales de control. En la etapa 3302, el programa inicia el hilo. En la etapa 3304, el hilo recorre con la mayor frecuencia posible una lista de luces virtuales, es decir, objetos en el código del programa que representan luces en el entorno virtual. En una etapa 3308, el hilo realiza cálculos tridimensionales para determinar qué unidades de iluminación del mundo real 100 en el entorno están cerca de un punto de referencia en el mundo real (por ejemplo, una superficie seleccionada 107) que se proyecta como el punto de referencia del sistema de coordenadas de los objetos en el entorno virtual de la representación por computadora. De ese modo, la posición (0,0,0) puede ser una ubicación en un entorno real y un punto en la pantalla en la visualización de la aplicación informática (por ejemplo, el centro de la pantalla). En la etapa 3310, el código mapea el entorno virtual al entorno del mundo real, incluyendo las unidades de iluminación 100, de modo que los eventos que suceden fuera de la pantalla de la computadora sean similares con respecto al punto de referencia, como lo son los objetos virtuales y los eventos con respecto a un punto de referencia en la pantalla de la computadora. En realizaciones, el mundo virtual es bidimensional, de modo que una cuadrícula bidimensional del mundo real, tal como la formada por losetas 500, está representada por un objeto bidimensional en el entorno virtual. En otros casos, el mundo virtual representa objetos tridimensionales, tales como espacios o polígonos, en el mundo real. Tales objetos tridimensionales incluyen los formados por objetos bidimensionales, tales como losetas 500.
En la etapa 3312, el anfitrión del método puede proporcionar una interfaz para el mapeo. La función de mapeo puede realizarse con una función, por ejemplo, "proyectar todas las luces", como se describe en la API de Directlight que se describe posteriormente, que mapea las luces del mundo real mediante una interfaz de usuario sencilla, tal como la interfaz de arrastrar y soltar. En algunas realizaciones, la ubicación de las luces puede no ser tan importante como la superficie hacia la que se dirigen las luces. Puede ser esta superficie la que refleje la iluminación o las luces de vuelta al entorno y, como resultado, puede ser esta superficie la más importante para el programa de mapeo. El programa de mapeo puede mapear estas superficies en lugar de las ubicaciones del sistema de iluminación o también puede mapear tanto las ubicaciones de los sistemas de iluminación como la luz en la superficie.
Un sistema para proporcionar el código para iluminación coordinada puede ser cualquier computadora adecuada capaz de permitir la programación, que incluya un procesador, un sistema operativo y una memoria, tal como una base de datos, para almacenar archivos para su ejecución.
Cada unidad de iluminación 100 real puede tener atributos que se almacenan en un archivo de configuración. En la Figura 26 se muestra un ejemplo de una estructura para un archivo de configuración. En realizaciones, el archivo de configuración puede incluir diversos datos, tal como un número de luz, una posición de cada luz, la posición o dirección de la salida de la luz, la gamma (brillo) de la luz, un número indicador para uno o más atributos, y diversos otros atributos. Al cambiar las coordenadas en el archivo de configuración, las luces del mundo real pueden asignarse al mundo virtual representado en la pantalla de un modo que les permita reflejar lo que sucede en el entorno virtual. El desarrollador puede crear de ese modo efectos basados en el tiempo, tales como una explosión. A continuación, puede haber una biblioteca de efectos en el código que puede adjuntarse a diversos atributos de la aplicación. Algunos ejemplos incluyen explosiones, arcoíris, persecuciones de colores, fundidos de entrada y salida, etc. El desarrollador adjunta los efectos a los objetos virtuales en la aplicación. Por ejemplo, cuando se realiza una explosión, la luz se apaga en el dispositivo de visualización, lo que refleja la destrucción del objeto asociado a la luz en el archivo de configuración.
Para simplificar el archivo de configuración, pueden usarse diversas técnicas. En realizaciones, pueden usarse cámaras hemisféricas, secuenciadas a su vez, como línea de base con factores de escala para triangular las luces y generar automáticamente un archivo de configuración sin tener que medir dónde están las luces. En realizaciones, el archivo de configuración puede teclearse o puede ponerse en una interfaz gráfica de usuario que puede usarse para arrastrar y soltar fuentes de luz en una representación de un entorno. El desarrollador puede crear un archivo de configuración que coincida con las instalaciones con una ubicación real en un entorno real. Por ejemplo, una vez que los elementos de iluminación se arrastran y sueltan en el entorno, el programa puede asociar las luces virtuales del programa a las luces reales del entorno. Un ejemplo de un programa de creación autora de luz para ayudar en la configuración de la iluminación se incluye en el documento de Solicitud de Patente de Estados Unidos de América n.° 09/616.214 "Systems and Methods for Authoring Lighting Sequences". Color Kinetics Inc. también ofrece un programa de creación autora y configuración adecuado llamado "ColorPlay".
Pueden encontrarse más detalles sobre una implementación del código de creación autora en la API de Directlight descrita posteriormente. La API de Directlight es un ejemplo de interfaz de programador que permite a un programador incorporar efectos de iluminación a un programa. La programación orientada a objetos es solo un ejemplo de una técnica de programación usada para incorporar efectos de iluminación. Los efectos de iluminación pueden incorporarse a cualquier lenguaje de programación o método de programación. En la programación orientada a objetos, el programador a menudo simula un espacio 2D o 3D.
En los ejemplos anteriores, se usaron luces para indicar la posición de los objetos que producen la luz esperada o tienen luz adjunta a los mismos. Existen muchas otras formas en las que se puede usarse luz. Las luces en el sistema de iluminación pueden usarse para una diversidad de fines, tales como indicar eventos en una aplicación informática (tal como un juego), o indicar niveles o atributos de objetos.
Habiéndose entendido que puede usarse una pantalla de computadora o una instalación similar para representar una configuración de unidades de iluminación 100 en un entorno, y habiéndose entendido que la representación de las unidades de iluminación 100 puede vincularse a objetos en un programa orientado a objetos que genera señales de control para las unidades de iluminación 100 que corresponden a eventos y atributos de la representación en el mundo virtual, puede entenderse que las señales de control para las unidades de iluminación 100 pueden vincularse no solo a una representación gráfica con fines de creación autora de espectáculos de iluminación, sino también a representaciones gráficas que se crean para otros fines, tales como fines de entretenimiento, así como para otras señales y fuentes de datos que pueden representarse gráficamente y, de ese modo, representarse a su vez mediante unidades de iluminación 100 en un entorno. Por ejemplo, la música puede representarse gráficamente, tal como, por ejemplo, mediante un ecualizador gráfico que aparece en un dispositivo de visualización, tal como un dispositivo de visualización de electrónica de consumo o una pantalla de computadora. La representación gráfica de la música puede convertirse a su vez en una señal de creación autora para las unidades de iluminación 100, del mismo modo que puede realizarse creación autora de un espectáculo escrito en una herramienta de creación autora de software. De ese modo, cualquier tipo de señal o información que pueda representarse gráficamente puede traducirse a una representación en una unidad de iluminación 100, usando instalaciones de generación de señal similares a las descritas anteriormente, junto con las instalaciones de direccionamiento y configuración descritas anteriormente que traducen ubicaciones del mundo real de unidades de iluminación 100 a coordenadas en un entorno virtual. Por ejemplo, cualquier cosa que pueda detectarse mediante una fuente de señal 124 puede representarse gráficamente como datos y, a su vez, representarse en color, tal como en una matriz de losetas 500 en una habitación. Por ejemplo, las losetas 500 pueden brillar en rojo si la temperatura exterior es cálida, en azul si el mercado de valores está al alza, o similar.
Un ejemplo de una representación que puede traducirse a una señal de control para una unidad de iluminación 100 es una representación de un juego de computadora. En los juegos de computadora, normalmente hay una pantalla (que podría ser una pantalla de computadora personal, pantalla de televisión, pantalla de computadora portátil,
computadora de mano, pantalla de gameboy, monitor de computadora, pantalla plana, pantalla LCD, pantalla de PDA u otra pantalla) que representa una mundo virtual de algún tipo. La pantalla de visualización puede contener una representación gráfica, que generalmente incorpora objetos, eventos y atributos codificados en el código del programa para el juego. El código para el juego puede adjuntar una señal de control de iluminación para una unidad de iluminación 100, de modo que los eventos del juego se representen gráficamente en la pantalla y, a su vez, los gráficos en la pantalla se traduzcan en señales de control de iluminación correspondientes, tales como señales que representan eventos o atributos del juego en el mundo real, tales como luces intermitentes para una explosión. En algunos juegos, los objetos del juego pueden representarse directamente en una matriz de luces, tal como una matriz de losetas 500; por ejemplo, el juego "pong" podría jugarse en una pared o en el lado de un edificio, con losetas 500 que representan elementos del juego, tales como paletas y la "pelota".
Para configuraciones en las que se facilitan las conexiones eléctricas entre unidades adyacentes, como se describe en relación con la Figura 8, estas conexiones pueden usarse para establecer proximidad y geometría. Esto puede usarse, a su vez, para generar un mapa general del sistema, que luego puede usarse para creación autora de efectos en una diversidad de losetas 500. Por referencia a la Figura 34, si la loseta A está vinculada o conectada a la loseta B, y la loseta B, a su vez, está conectada a la loseta C, entonces ahora tenemos tres losetas cuya topología general o relación entre sí está establecida. Esto puede hacerse automáticamente a través de un sistema que identifique losetas específicas, ya sea por tipo o por unidad. Esta información puede almacenarse o representarse mediante elementos de memoria, puentes eléctricos o resistencias que representan un identificador. De ese modo, cada loseta 500 o elemento del panel, sabiendo quién es su vecino y sabiendo qué losetas 500 hay en la red de elementos emisores de luz y sabiendo exactamente qué hay en cada loseta, permite que el sistema sepa dónde están situados todos y cada uno de los elementos emisores de luz controlables. Esto, a su vez, permite que los efectos o las imágenes traten todo el sistema como una unidad integral.
En tal implementación, cada loseta 500 puede tener una ID única o una ID que represente el tipo de loseta 500. Puede ser una de una amplia diversidad. Cuando las losetas adyacentes se conectan eléctricamente borde a borde a través de conexiones de borde, puede haber una rutina de intercambio de señal para comunicarse entre esas losetas y facilitarse información entre sí. Esto es muy similar al protocolo seguido cuando los dispositivos están conectados a una red informática. Para determinar la topología general, se requiere una secuencia de comunicaciones desde una loseta o panel hasta el siguiente controlador central. Hay dos tipos de losetas 500 representados en la Figura 34, un triángulo y un cuadrado. Las losetas adyacentes 500 tienen una conexión eléctrica que permite la transmisión de información de una unidad a la siguiente usando protocolos en serie y comunicación de baja sobrecarga. Las conexiones entre losetas permiten una ruta de comunicación para determinar la configuración de la instalación completa. El conocimiento de los vecinos y los tipos de losetas proporciona un diseño inequívoco en esta configuración de dos vecinos. También es posible tener más de dos vecinos, siempre que se conozca la geometría de conexión. La autoconfiguración de redes con el fin de crear píxeles físicos se describe, por ejemplo, en los trabajos de Kelly Heaton del Massachusetts Institute of Technology, tales como "Physical Pixels" presentado al programa en Media Arts and Sciences, School of Architecture and Planning, en cumplimiento parcial de los requisitos para el grado de Master of Science in Media Arts and Sciences en el Massachusetts Institute of Technology, junio de 2000.
Otra aplicación del uso de losetas 500 es el uso de estos dispositivos, como se ha descrito anteriormente, bajo el hielo en una pista de patinaje u otro lugar relacionado con el hielo, incluyendo esculturas de hielo. Las losetas pueden colocarse debajo del hielo. Para proteger las losetas se usa una capa protectora encapsulante o transparente para evitar daños por agua y el peso de personas o vehículos a las unidades. A medida que se añaden capas de agua a la pista y se acumulan sobre las unidades, el hielo difundirá la luz de las losetas 500.
Una vez que el hielo está listo, pueden vincularse dispositivos de detección adicionales en los patinadores y accesorios en el hielo a sistemas de posición para determinar la posición absoluta de los patinadores u otros artefactos en el hielo, tales como discos y a continuación rastrear esa posición en el tiempo con luz. De ese modo, un patinador puede trazar formas mientras patina y pueden colocarse efectos particulares tales como persistencia de la luz o cambio de color para obtener una "cola" al movimiento. Para Ice Capades y similares, la luz puede usarse como una pantalla para una amplia diversidad de temas, incluyendo personajes patrióticos o relacionados con el evento de hielo, es decir, Cenicienta, Winnie-the-Pooh y más.
Puede usarse detección adicional para detectar la presencia de una persona o una mano, brazo o instrumento de una persona y responder para "revelar" una imagen detectando la proximidad de tal brazo o instrumento. Por ejemplo, cuando un brazo se mueve sobre una superficie, el patrón de iluminación se revela como si simplemente hubiera limpiado la superficie que cubre. No se requiere tocar, aunque esto sería posible, así como el uso de una almohadilla o una almohadilla que se mueva. Por ejemplo, un instrumento similar a una escobilla de goma cuya presencia y proximidad serían detectadas y ron en elementos de iluminación en las proximidades. El movimiento y la velocidad del movimiento podrían detectarse para ajustar el momento de la "revelación" del patrón de luz inferior. Esto podría usarse para el seguimiento de movimiento e indicación durante baile, movimiento, etc. La superficie podría tratarse como un lienzo y podría seleccionarse color mediante otros medios de activación o señalización. También podrían añadirse efectos de persistencia para que el movimiento tenga una "cola".
En general, cualquiera de los modos de visualización descritos para las losetas 500 puede acoplarse a medios de detección (electromagnéticos, IR, inalámbricos, capacitivos, luz visible, efecto Hall, acústico y más) para desencadenar efectos o vincular un efecto a la amplitud o posición de una señal detectada. Una persona que se mueve por una pared, suelo o techo puede desencadenar efectos. Pueden usarse detectores de proximidad que funcionan según muchos principios para acoplar la información detectada a la iluminación. Puede proporcionarse música y acoplarse a efectos de iluminación en función de la frecuencia y la amplitud de una señal musical (un sistema de respuesta) o puede activarse un efecto preescrito que a continuación se sincroniza con la música.
Generalmente, se realizan efectos acústicos a través de un micrófono acoplado directamente para controlar y cambiar un patrón o secuencia de iluminación en función de la amplitud. Son posibles efectos más sofisticados basados en efectos temporales y espaciales que propagan efectos o tienen una secuencia de espectáculo coordinada con la música o audio.
La detección adicional puede ajustar la salida de luz en función de la luz ambiental acoplando un sensor de luz tal como el sensor TAOS o incluso sensores fotoeléctricos más simples que brindan una medida de la luz ambiental. A continuación, el controlador usa esta información para atenuar la luz general en consecuencia o cambiar el color o la temperatura del color. Incluso puede usarse el paso del tiempo o la imagen del cielo y los paneles pueden usarse para coincidir con ese color.
Puede crearse una claraboya virtual incluso en suelo y en espacios donde el techo no es la cubierta. Las luces de loseta se prestan bien al concepto de Virtual Skylight™ o Virtual Window™ donde puede disponerse de una cámara muy económica apuntando al exterior de un edificio (incluso una cámara web barata será suficiente) y usar esas imágenes en tiempo lento o real para ofrecer una ventana virtual que no necesariamente ofrece una ventana de alta resolución pero da una idea de lo que está ocurriendo en el exterior, incluso el paso de una nube o la sombra de algo moviéndose. VS o VW también podría ser un sistema no basado en sensores con una interfaz simple de estilo atenuador, o una interfaz tal como la de ColorDial de Color Kinetics Incorporated de Boston, Massachusetts.
Otros aspectos relacionados con el control incluyen la incorporación de factores de escala para atenuación y calibración que pueden configurarse y programarse en la fábrica en la memoria del controlador o que puede configurar el usuario a través de interruptores DIP o interfaz de PC u otros medios similares en la luz de loseta. Las losetas 500 puede adoptar cualquier forma, incluyendo formas arbitrarias, polígonos, cuadrados, rectángulos, triángulos, círculos, óvalos, rombos, pentágonos, hexágonos, heptágonos, octógonos, nonágonos, decágonos y cualquier otra forma.
Aunque gran parte de la discusión anterior se ha centrado en el concepto de formas bidimensionales para los paneles o losetas 500, estos elementos también pueden estar en 3D y formar cualquier forma tridimensional. Pueden formarse muchos sólidos poligonales incluyendo pirámides, tetraedros, dodecaedros, paralelepípedos y similares, así como formas tridimensionales arbitrarias.
La presente divulgación incluye la combinación de la forma física de una luminaria y la capacidad de abordar y controlar individualmente secciones de esa luminaria, para lograr efectos de iluminación específicos en una habitación o espacio. También se refiere a una forma de construcción para una luminaria o dispositivo de visualización que usa submontajes repetidos, sustancialmente similares, entrelazados, cuyo mecanismo de entrelazado puede proporcionar tanto resistencia mecánica como conectividad eléctrica. También se refiere a la explotación de la geometría de submontajes repetidos entrelazados con el fin de permitir el posicionamiento exacto y preciso de las fuentes de luz. Además, se refiere a la combinación de la forma física de un dispositivo de visualización y la capacidad de abordar y controlar individualmente secciones de ese dispositivo de visualización, para lograr un efecto de iluminación general.
Como se muestra en las Figuras 35, 36 y 37, para una forma particular y representativa, una esfera 3500, se creó un diseño entrelazado en forma de triángulo 2D que, al conectarse y entrelazarse con otros paneles del mismo diseño, puede formar una esfera 3500.
Aunque no es un sólido platónico (ver más abajo), el principio puede usarse para crear formas a escala y muchas formas basadas en elementos entrelazados.
Aunque pueden usarse conexiones mecánicas que usan soportes rígidos y fijaciones para mantener unidos los elementos de la placa moldeada, también puede usarse la conexión eléctrica o la soldadura de las placas adyacentes puede proporcionar conexiones suficientes para muchas formas más pequeñas. En este caso, cada placa es un elemento de iluminación controlable individualmente y en red. Esto puede lograrse a través de controladores individuales en cada placa, que pueden usar microprocesadores estándar o un chip de control integrado tal como el chip Chromasic que usa un protocolo de luz en cadena de Color Kinetics.
Otras formas incluyen un cubo, un octaedro, un dodecaedro rómbico, el piritoedro, el dodecaedro deltoidal, el tetartoide, el tetraedro, el diploide, el giroide, el tetartoide, el trapezoedro, el hexoctaedro, el tetrahexaedro, el
tristetraedro, el trisoctaedro y el hextetraedro. Cada una de estas formas tiene la ventaja de estar formada por elementos geométricos simples que pueden diseñarse como elementos de placa de circuito para iluminación y control de iluminación. También se desvelan los sólidos platónicos, que son aquellos poliedros cuyas caras son todas polígonos regulares, lo que significa que tienen aristas y ángulos congruentes. Solo hay cinco de estos poliedros, que se muestran en la Figura 38.
En diversas realizaciones, la interconexión y la modularidad pueden mejorarse aún más mediante el uso de elementos inductivos que se alinean por proximidad entre sí. El acoplamiento inductivo usa una señal de CA, similar a un transformador, que puede usarse para proporcionar energía, por ejemplo, 12 VCA, de un elemento a otro. Simultáneamente, los datos pueden superponerse a la señal de energía para crear una conexión multiplexada de datos y energía. La multiplexación también puede ocurrir a través de una conexión eléctrica directa y usando datos multiplexados y alimentación de CC entre elementos. Este concepto es similar al producto iColor MR de Color Kinetics, pero en un factor de forma física muy diferente, una loseta 500, en lugar de una lámpara.
Aún más sencillo, la comunicación entre elementos puede producirse mediante medios ópticos (tales como visible o IR) mediante los cuales los paneles adyacentes se alinean y los elementos de acoplamiento óptico permiten que los datos fluyan de un elemento al siguiente. De esta forma, puede producirse una amplia diversidad de patrones coordinados y sincronizados en una diversidad de paneles. Otra forma es el uso de técnicas de RF para permitir que muchos paneles se interconecten sin cables y similar.
La presente divulgación incluye muchas formas para transferir información entre módulos. La arquitectura subyacente también es relevante. En la Figura 39, cada uno de los bloques numerados (1, 2....N) representa una loseta 500 con una pluralidad de nodos controlables (por ejemplo, RGB o RGBW y chip de control). Una red, por ejemplo Ethernet, puede usarse para conectar una serie de concentradores o enrutadores, cada uno de los cuales está, a su vez, conectado a muchas losetas 500. De esta manera, una jerarquía de elementos del procesador, la computadora o el controlador proporcionan un flujo de datos de control a los concentradores que, a su vez, toman su información y la distribuyen a las unidades de iluminación 100 y los nodos dentro de las losetas 500. Esto contrasta, por ejemplo, con las pantallas de video que escuchan una señal de video completa y seleccionan una sección particular de esa señal para visualizar.
Por referencia a la Figura 40, una realización adicional usa un enfoque conceptualmente más simple pero de mayor velocidad usando un bus serie 4002 de muy alta velocidad. El bus 4002 podría ser una versión de mayor velocidad de FireWire. La interconexión entre losetas 500 podría ser inalámbrica, tal como Bluetooth o cualquier otro protocolo de conexión inalámbrica conocido.
Por referencia a la Figura 41, en las realizaciones de la descripción pueden usarse diversas configuraciones de montaje. En la realización de la Figura 41, puede elegirse la distancia L 4108 de las fuentes de luz 4102 a una superficie 4104 para minimizar la superposición entre la luz de las fuentes de luz 4102 y maximizar la cobertura. Como puede observarse en la Figura 41, la distancia es función del ángulo de haz de los LED 4102. Es deseable elegir una distancia 4108 que, dentro de un porcentaje práctico, se elija para eliminar mucha superposición o para proporcionar marcos o cajas entre elementos de luz adyacentes. Como puede observarse en la Figura 41, la función que relaciona el ángulo del haz y la distancia es un valor trigonométrico. Si la dispersión del semiángulo es alfa y la distancia entre los LED adyacentes es L, entonces la distancia a la que se encuentran los haces de LED adyacentes es L/(2tan(alfa)). Esta es la distancia deseada. Sin embargo, debido a la absorción, reflectancia y otras características ópticas, puede resultar deseable ajustar esta distancia ligeramente a un lado del otro de esta distancia para obtener el efecto más agradable.
Aún por referencia a la Figura 41, la proximidad de los LED a la superficie define el patrón resultante. La Figura 41 muestra una línea de diodos emisores de luz 4102 y el efecto de la distancia de una superficie difusora 4104. Si los LED 4102 están demasiado cerca de la superficie, dependiendo de las cualidades difusoras de la superficie 4104, resultará una serie de puntos. Si están demasiado alejados, la superposición provoca la mezcla de fuentes de luz adyacentes. Finalmente, en la figura más a la derecha se muestra una posición del difusor correspondiente al punto en el que se encuentran los haces de las fuentes de luz adyacentes.
En realizaciones habituales, las fuentes de luz 4102 no tienen un haz perfecto, tal como con luz completa en un ángulo y entonces ninguna en el siguiente incremento. Sin embargo, es habitual una disminución rápida de la luz, y los patrones y ángulos de los haces a menudo se definen por el ángulo en el que la luz cae a la mitad de la intensidad central.
Otro medio mecánico para evitar superposición y aumentar potencialmente la salida de luz es que cada fuente de luz 4102 se aísle mecánicamente de sus vecinas, tal como se usa en los difusores de iluminación tipo caja de huevos. Pueden usarse materiales finos y una pequeña distancia de compensación para evitar que las líneas de la pieza mecánica se vean a través del difusor.
Por referencia a la Figura 42, las fuentes de luz 4102 ahora se ven directamente, sin que intervengan materiales difusores. La Figura 42 es una imagen de vista directa de los LED 4102 montados en una matriz regular en una
placa 4202. No se usa difusor. Como puede observarse en esta imagen, las fuentes de luz 4202 aparecen como puntos de luz brillantes. Cada uno puede controlarse individualmente o pueden sincronizarse para hacer lo mismo con el tiempo. En la parte superior de la Figura 42 se muestra una fila de LED orientada hacia afuera; ningún material interrumpe el camino de la luz hacia la vista. En la imagen inferior, los paneles muestran cuatro paneles de
1" cuadrada, cada uno dentro de una cuadrícula de 8 x 8 (64) de fuentes de luz LED RGB.
Por referencia a la Figura 43, en las realizaciones, la superficie difusora 4104 puede estar inclinada con respecto a las fuentes de luz 4102. En la Figura 43, se ilustra una superficie difusora en el frente de los 4104 LED 4102 entre las fuentes de luz y el observador. La superficie difusora está en ángulo con respecto a los LED. Como puede observarse en la Figura 43, a medida que varía la distancia, los puntos de luz son visibles y se fusionan con los puntos de luz adyacentes. Si se fusionan demasiado cerca, los colores de las fuentes de luz adyacentes se superponen y se hace difícil diferenciar las fuentes y se produce una mezcla de colores. Entonces, en el caso de colores diferentes, se produce una pérdida de resolución, similar a las imágenes desenfocadas en las que se produce desenfoque. Este ejemplo puede usarse en aplicaciones donde se desea una transición entre distintos puntos de luz y áreas borrosas donde se reduce la resolución para lograr un efecto.
Por referencia a la Figura 44, puede usarse una diversidad de configuraciones y superficies con las fuentes de luz 4102. En la Figura 44, los elementos LED 4102 se muestran, de izquierda a derecha, en contacto con una superficie 4104. Características integradas del material difusor forman una forma de acoplamiento al LED. Esto es cierto para un LED que está en un paquete estándar de 5 mm (T 1-3/4), SMT u otro paquete de energía. Este acoplamiento estrecho reduce las pérdidas por reflexión y pueden usarse materiales de gel óptico conjuntamente para minimizar o eliminar las pérdidas ópticas.
En las realizaciones de la Figura 44, se usa un material para formar una forma que tiene propiedades ópticas generales para dar forma a la salida de una serie de fuentes de luz individuales 4102. En la realización 4408, el material tiene la forma de una superficie plana. En la realización 4410, el material 4104 es una lente óptica. En la realización 4412, una superficie ondulada forma una diversidad de patrones y formas resultantes de la interacción de la luz con la distancia cambiante. En la realización 4414, tal forma o cualquier otra forma pueden ajustarse en distancia desde las fuentes de LED. Este ajuste puede ser uno de los muchos medios mecánicos para ajustar o establecer la distancia. Se muestra un tornillo simple 4418, de modo que cuando se gira el tornillo 4418, el material se aleja o acerca a la placa de LED. Tales ajustes también podrían ser pestillos y patrones dentados que atrapan un trinquete mecánico o un mecanismo de indentación o cualquier otro mecanismo para ajustar la distancia y la altura.
Por referencia a la Figura 45, existen muchas realizaciones de dispositivos de sujeción y montaje para fuentes de luz para sujetar módulos LED a una superficie. Las realizaciones de la Figura 45 pretenden ser ilustrativas de sujeción general y no limitantes. Este conjunto de ejemplos no limita en modo alguno los medios mediante los cuales un material o superficie puede unirse a otro. En la realización 4502, pequeñas características en el lateral se bloquean en un orificio circular en un panel cuando se presiona en el orificio de la parte superior del panel. El cable que conecta los módulos se muestra en sección transversal y pasa de un módulo al siguiente de forma continua y se conecta al módulo a través de medios de desplazamiento de aislamiento (estilo IDC). El módulo 4505 tiene una pequeña lengüeta plana 4506 en el costado que es parte integral del paquete y se usa como área de sujeción mediante un tornillo, clavo, grapa u otra sujeción. En la realización 4508, una pequeña pieza plana separada con una característica de acoplamiento se sujeta a una superficie y el módulo se encaja a presión encima de la pieza separada. En la realización 4510, la realización es similar a la realización 4504, pero el área de la lengüeta es circular o se extiende a través de la parte inferior del módulo. En la realización 4512, se crea un orificio más pequeño en el panel y la función de tornillo que se muestra en 4516 puede roscarse o usarse con un tornillo autorroscante desde el otro lado de la superficie de montaje. En la realización 4524, un sujetador de panel 4526 está unido o integrado en el diseño del módulo y se empuja a través de un orificio de tamaño apropiado y, de ese modo, se mantiene directamente en su lugar. En la realización 4518, se proporciona una disposición de dos piezas en la que la primera pieza inferior 4528 está unida a una superficie de montaje a través de uno de muchos medios posibles que incluyen, pero no se limitan a, tornillos, clavos, adhesivos, etc. La segunda pieza 4530 con el cableado preconectado se encaja a presión en la pieza inferior a través de características de acoplamiento que proporcionan una acción de bloqueo cuando el módulo se presiona desde arriba. Características adicionales, no mostradas, hacia adelante y hacia atrás evitan que la unidad se deslice o se mueva en la pieza de montaje inferior 4528. En la realización 4514, una lengüeta que se extiende desde la pieza inferior 4528 puede unirse a la superficie. El módulo se une a la pieza inferior 4528 de modo similar a como se describe en relación con la realización 4518. En la realización 4520, el módulo sobresale desde la parte inferior del panel. Características similares proporcionan una capacidad de encaje a presión y el cableado permanece en la parte inferior del panel. En la realización 4522, el adhesivo, en forma de una pieza de doble cara, puede unirse a la parte inferior del módulo y al propio módulo. Para la instalación, el material protector se quita del adhesivo para revelar la superficie adhesiva y a continuación se presiona sobre la superficie de montaje. En el caso de materiales directos u otros materiales, puede rasparse o retirarse el adhesivo y aplicar una nueva pieza de DST.
Por referencia a la Figura 46, se proporcionan detalles para un mecanismo de montaje a presión. En la Figura 46, el nodo de luz 4602 se presiona a través de un orificio 4604 en la superficie de montaje 4608 desde la parte inferior. Un borde 4610 en la parte inferior del nodo de luz 4602 que es más grande que el diámetro del orificio 4604 evita que el
nodo de luz 4602 empuje hasta el final. El cable 4612 que une una pluralidad de nodos de luz 4602 está protegido de ese modo contra el enganche en el borde cortante del orificio de montaje 4604. Desde el otro lado, un anillo de retención 4614 presiona en el exterior del nodo de luz 4602 y los dientes internos 4618 u otras características similares acoplan el nodo de luz 4602 y evitan que retroceda hacia el orificio 4604. Una vez acoplado y presionado al ras con la superficie de montaje 4608, este acoplamiento positivo mantiene la unidad de forma segura en su lugar. Al hacer palanca en el anillo de retención 4614 con una herramienta adecuada de bordes delgados, también es posible retirar el anillo de retención 4614.
Por referencia a la Figura 47, una superficie iluminada por un nodo de luz 4102 como se describe en el presente documento no necesita ser una superficie bidimensional. Por ejemplo, puede ser una topología compleja, tal como la superficie 4700 de la Figura 47. En este ejemplo, también puede usarse una superficie 3D muy esculpida o texturizada junto con una matriz de elementos de iluminación o nodos de luz 4102. Pueden lograrse diversos efectos agradables debidos a las distancias variables a la superficie con tal superficie 4700. La superficie 3D 4700 puede ser de cualquier material translúcido o transparente adecuado. Diferentes profundidades y grosores pueden volverse opacos, proporcionando un rico conjunto de variaciones en color y translucidez. La propia superficie puede ser incolora o tener un color y una profundidad de color intrínsecos.
Por referencia a la Figura 48, también es posible tener formas iluminadas tridimensionales 4800 que tengan características y colores que se aumentan y mejoran mediante el conjunto de nodos de luz controlables 4102 detrás de las formas. Por ejemplo, una forma hemisférica 4800 puede incluir un mapa de parte del globo terráqueo, y los nodos de luz 4102 pueden encenderse para realzar los colores, por ejemplo, con luz azul brillante para realzar los océanos, o luz amarilla para realzar las características superficiales amarillas.
Por referencia a la Figura 49 y a la Figura 50, también es posible establecer matrices de elementos de iluminación con elementos gráficos superpuestos, tales como gráficos y materiales translúcidos. Por ejemplo, una matriz 4900 de elementos de iluminación puede cubrirse con elementos translúcidos superpuestos 4902 o un elemento transparente 4904 para mejorar los efectos de iluminación de la matriz 4900. Por referencia a la Figura 50, el elemento superpuesto podría ser un logotipo 5002 o elemento similar de una marca, marca registrada, nombre registrado, nombre comercial, nombre personal, o similar. El elemento superpuesto también podría ser un gráfico 5004, tal como un gráfico diseñado para producir un efecto de cambio o "estilo" cuando los elementos de iluminación iluminan el gráfico 5004 con diferentes colores de luz. Como se muestra en las figuras anteriores, estos conjuntos de iluminación 4900 pueden usarse para enfatizar y delinear elementos gráficos para usar en aplicaciones de visualización o publicidad, así como elementos novedosos en productos de consumo y más. Pueden superponerse gráficos, impresos en una diversidad de materiales con diferentes cualidades de transmisión de luz, sobre las matrices para proporcionar una retroiluminación flexible y controlable para tales materiales gráficos. Estos gráficos pueden ser cualquier material impreso.
Por referencia a la Figura 51, pueden proporcionarse matrices 4900 con diversos espacios. En una realización, una matriz 4900 es una matriz plana, lineal, separada regularmente 5100. En otras realizaciones, las matrices pueden estar separadas irregularmente. La Figura 52 representa una matriz plana 5200 separada irregularmente de elementos de iluminación 4102. Las Figuras 51 y 52 ilustran variaciones en la separación de los elementos de iluminación. La separación puede ser regular o libre. La separación puede variar de forma lineal o no lineal a través de las unidades e incluso en tres dimensiones, tal como en la realización sustancialmente esférica descrita anteriormente.
La Figura 53 representa un bucle tridimensional 5300 en forma de banda de Mobius. Como se muestra en la Figura 53, puede crearse una malla de elementos de iluminación 4102 con densidades y separaciones variables, así como con una diversidad infinita de formas generales en 3D. La banda de Mobius es una superficie topológica con solo un borde y un lado. Pueden incorporarse fácilmente elementos de iluminación a este tipo de superficies complejas (toros, botellas de Klein, representaciones de hipercubos en 3 espacios, etc.).
Los métodos y sistemas descritos en el presente documento también incluyen el uso de materiales termoestables como material de superficie de montaje o rejilla en el que se montan los nodos de luz. Un plástico termoestable puede moldearse con calor en un molde o incluso a mano y a continuación se enfría para adoptar la forma deseada. De esta forma, puede moldearse, retorcerse o formarse de otro modo una superficie personalizada en la forma deseada con calor o presión y hacer que mantenga esa forma. Algunos ejemplos de materiales termoestables incluyen ABS, acrílicos, fluoropolímeros, nailon, poliarilatos, poliésteres, sulfuro de polifenileno, poliestirenos, acetales, acrilonitrilo, metacrilatos, ftalatos, polibutilenos, poliéteres, polifenilenos, polisulfonas, estirenos, acrilatos, materiales celulósicos, resinas de moldeo, poliamidas, policarbonatos, polietilenos, polipropilenos, tereftalato de polietileno y vinilos y polivinilos. Esta lista no pretende limitar en modo alguno los tipos y variedades de materiales termoestables. Otro método de creación de formas es el uso de materiales moldeables y flexibles, tales como los metales que, en forma de rejillas de alambre, pueden retorcerse moldearse en muchas formas. Pueden formarse malla de alambre, rejilla y tela a partir de metal, metales revestidos (como figuras Gumby®) o incluso materiales plásticos y a continuación conformarse en una amplia diversidad de formas. Como se muestra a continuación en la Figura 54, una disposición en rejilla de tales materiales proporciona una amplia flexibilidad en la colocación de tales módulos.
Por referencia a la Figura 54, pueden disponerse nodos de luz 4102 en el espacio dentro de una rejilla de alambre 5402 con total flexibilidad en el montaje sujetos únicamente a las limitaciones de la propia rejilla 5402. En la presente divulgación, las propias superficies de montaje también pueden estar conformadas y ser tridimensionales. No existen limitaciones en la forma de la superficie de montaje siempre que se tomen medidas para el montaje o fijación de los elementos de iluminación.
Por referencia a la Figura 55, disposiciones complejas de nodos de luz 4102 dispuestos en cuadrículas 5402 pueden formar elementos gráficos, íconos y otras representaciones de temas o libertad artística, tal como en el dispositivo de visualización 5502. Como se muestra en la Figura 55, la ubicación de los nodos de luz puede formar patrones y formas específicas que se ajusten a un diseño particular. Aunque puede usarse una matriz densa de tales módulos para formar cualquier patrón de color, puede resultar más económico usar patrones específicos si la aplicación solo requiere un subconjunto de la matriz densa. Esto puede ser más económico y práctico para muchas instalaciones. Nuevamente, la cuadrícula 5402 mostrada en la figura solo pretende ser ilustrativa del potencial para el montaje y enrutamiento de los nodos de luz 4102.
Los métodos y sistemas descritos en el presente documento también proporcionan diversas opciones de lentes y tapas para nodos de luz o elementos descritos en el presente documento. La Figura 56 representa un nodo de luz 5602 con un módulo de encaje a presión 5604 con una opción de lente corta 5608. El diseño de la Figura 56 es uno de los muchos diseños de módulos. En esta ilustración, la unidad incorpora una lente hemisférica 5608. Tal lente 5608 está diseñada con un formato de acoplamiento particular para acoplar el módulo base 5604 y, como resultado, la lente 5608 es modular y puede adoptar muchas formas según la función deseada, tales como características ópticas o aspecto estético basados puramente en la forma o uso de la aplicación. Tales diseños de lente pueden tener forma de personajes con licencia o forma de joya o iconos o logotipos corporativos o cualquiera de muchas formas personalizadas.
La Figura 57 muestra una lente larga 5702 en la que la apariencia exterior puede ser un color claro uniforme a lo largo de todo el montaje de lentes.
La Figura 58 muestra un nodo de luz 5802 sin lente. Un módulo sin lente puede aceptar una diversidad de configuraciones de lente o ninguna lente. En la Figura 58, el pozo 5804 que rodea el emisor de luz y la electrónica puede adaptarse mediante una diversidad de módulos de tapa o lente. El término "lente" no pretende ser limitante en modo alguno. El material y la forma del diseño de la "lente" pueden ser una instalación óptica para refractar, reflejar y difundir la luz, pero pueden ser transparentes, opacos en algunas áreas o translúcidos. Pueden tener cualquier forma, parte de la cual puede ajustarse al diseño del módulo. Tampoco hay limitación en la escala de la unidad: las dimensiones pretenden ser ilustrativas de un diseño particular, pero la unidad puede ampliarse o reducirse en tamaño para proporcionar funcionalidad para muchas aplicaciones.
La Figura 59 muestra un dibujo de diseño asistido por computadora (CAD) 5900 de una realización de soporte de un solo nodo de un nodo de luz. La Figura 60 muestra un dibujo CAD 6000 de una realización sin lentes de un nodo de luz. Los módulos mostrados en las Figuras 59 y 60 son módulos representativos con dimensiones del orden de aproximadamente 10 mm. Un nodo de luz puede escalarse fácilmente a tamaños mucho más pequeños (escalas de 1 mm, por ejemplo) o incluso a tamaños mucho mayores (100 o 1000 mm), en donde los módulos están comprendidos por una pluralidad de elementos emisores de luz dentro del módulo. La Figura 59 también muestra un sistema de montaje en riel 5902 para elementos o módulos de iluminación. En la Figura 59, los módulos se muestran encajados a presión o unidos a una forma de pista que proporciona formas lineales de disposición de módulos para muchas aplicaciones. Puede proporcionarse una unidad de iluminación completa para una diversidad de aplicaciones. Además, puede proporcionarse un radio flexible que proporciona, literalmente, flexibilidad en la dirección lateral así como en la dirección vertical para el montaje en otras superficies.
Por referencia a la Figura 61, otras realizaciones pueden incluir realizaciones que aprovechen diversas fuentes de señal 124, tales como sensores, como base para la creación autora de una señal de control para la loseta 500. Por ejemplo, un sensor de proximidad 6102 podría colocarse en o cerca una loseta 500, en comunicación con el sistema de control de la loseta 500, de modo que cuando un usuario 6104 esté cerca de la loseta 500, la loseta cambie de color de un modo predeterminado. De ese modo, el sensor de proximidad 6102 sirve como una interfaz de usuario para la loseta 500. Una matriz de tales losetas 500 con sensores 6102 puede colocarse, por ejemplo, en una pared, de modo que el usuario 6104 pueda realizar creación autora de diversos efectos, tales como saludar cerca de varias losetas en diversas secuencias. Por ejemplo, deslizar una mano por las losetas 500 podría producir un arcoíris que persiga colores o un efecto similar en la matriz de losetas 500.
Las losetas 500 pueden ser de cualquier tamaño, desde losetas muy pequeñas del orden del tamaño de un grupo de LED hasta losetas muy grandes. Por referencia a la Figura 62, las losetas 500 están dimensionadas para cubrir todo un techo, suelo o pared, tal como, por ejemplo, una habitación o un ascensor. De ese modo, por ejemplo, podría hacerse una placa de metal del tamaño de un panel de pared, con LED dispuestos sobre la misma y controlados, por ejemplo, con una cadena de luces o un protocolo en serie como se ha descrito anteriormente. La placa de metal podría tener cualquier forma para adaptarse a un espacio, tal como un rectángulo, círculo, polígono regular o forma
irregular. En realizaciones, la placa de metal con LED podría cubrirse con un material difusor, tal como un plástico o polímero elástico translúcido que podría estirarse sobre la placa para instalarse como una unidad. Una unidad de este tipo podría servir como pared, puerta, techo, suelo, pared de ascensor u otras unidades de construcción.
En realizaciones, las losetas 500 pueden hacerse resistentes al agua para uso en exteriores o impermeables para uso bajo el agua. De ese modo, las losetas 500 pueden cubrirse con polímeros impermeables, caucho, plástico u otros materiales impermeables, y construirse con una construcción impermeable, tal como conexiones selladas para cables de alimentación y control. Tales realizaciones pueden incluir materiales para conducir térmicamente el calor lejos de los LED para aumentar la duración de su uso, tales como metal u otros materiales conductores, que pueden estar en conexión térmica con el agua u otros materiales fuera de la loseta 500. Pueden usarse losetas subacuáticas impermeables 500 para iluminar el fondo o los lados de una piscina enterrada o sobre el suelo, un balneario portátil o enterrado, el fondo o los lados de una fuente, un estanque o exhibición de agua, una exhibición de agua de jardín, un acuario o cualquier otro entorno submarino. De ese modo, por referencia a la Figura 63, puede visualizarse una loseta 500, por ejemplo, en el fondo de una piscina 6300, balneario, fuente, estanque o acuario, para proporcionar espectáculos de iluminación controlados digitalmente de diversos colores o temperaturas de color en la piscina 6300.
En realizaciones, las fuentes de luz 104 pueden estar dispuestas en una estructura de soporte, tal como una placa 204. La placa 204 puede ser una placa de circuito o una instalación similar adecuada para soportar fuentes de luz 104, así como componentes eléctricos, tales como componentes usados en el instalación eléctrica 202. Por referencia a la Figura 64, en realizaciones, la placa 204 puede consistir en una placa rectangular 204, con una matriz o cuadrícula 2208 de fuentes de luz 104. En la realización representada en la Figura 64, la matriz es una matriz de seis por seis en una placa cuadrada 204 con lados de seis pulgadas. La matriz 2208 puede tener cualquier número de fuentes de luz 104 y adoptar cualquier otra dimensión. Las fuentes de luz pueden consistir en grupos en miniatura de LED, tales como lEd rojos, verdes, azules, blancos u otros colores. En realizaciones, cada fuente de luz 104 está compuesta por una tríada de LED de montaje superficial rojo, verde y azul. La matriz cuadrada hace que sea muy conveniente colocar la matriz 2208 al lado de otras placas 204 que contienen matrices 2208 similares, de modo que puedan generarse efectos en múltiples matrices 2208, tal como un sistema extendido que cubra una pared o el exterior de un edificio. Es decir, las matrices 2208 pueden servir como componentes modulares de sistemas de iluminación más grandes. Para facilitar una instalación rápida, la placa 204 puede tener una pluralidad de orificios para tornillos 2210 prefabricados que hacen que sea muy sencillo fijar la placa 204 a una pared u otra área de montaje. En realizaciones, la placa 204 está provista de una cubierta protectora 2212, tal como una cubierta de plástico para proteger la placa de daños y evitar que un usuario toque las conexiones eléctricas de la placa 204. La cubierta 2212 puede incluir espacios 2214, de modo que un observador pueda ver las fuentes de luz 104 directamente sin que la luz se difunda a través de la cubierta 2212. En otras realizaciones, la cubierta 2212 puede ser una cubierta transmisora de luz o una cubierta difusora de luz.
Por referencia a la Figura 65, en otra realización, la matriz 2208 de fuentes de luz 104 < puede ser una matriz de tres por tres, menos densa que la matriz de seis por seis de la Figura 65, pero incluyendo elementos similares, tales como la placa 204 (nuevamente una placa 204 de seis pulgadas por seis pulgadas), la cubierta 2212, los orificios para tornillos 2210 y los espacios 2214 a través de los cuales el observador puede ver directamente las fuentes de luz 104. De nuevo, las fuentes de luz 104 pueden consistir en diversos colores de LED, tales como un trío de LED de montaje superficial rojo, verde y azul.
La Figura 66 muestra la parte posterior de una placa 204 tal como las placas 204 de matriz rectangular 2208 descritas con respecto a las Figuras 64 y 65. La placa 204 incluye un conector 2218 para recibir energía y datos de una fuente y un conector 2220 para enviar energía y datos. En realizaciones, los conectores 2218, 2220 permiten alinear la placa 204 en serie con otras placas 204, donde los datos de un controlador central pasan de placa a placa mediante los conectores 2218, 2220. En realizaciones, cada grupo de fuentes de luz 104 en la matriz 2208 puede estar provisto de un procesador, tal como un ASIC 3600, para manejar señales de control de iluminación para las fuentes de luz 104. En realizaciones, los ASIC 3600 están dispuestos en serie y están controlados por una instalación de control en serie como la descrita en el presente documento, donde cada ASIC toma un flujo de datos, responde al primer byte no modificado, modifica el byte al que responde y envía el flujo de datos modificado al siguiente ASIC. Los ASIC 3600 en la parte posterior de la placa 204 pueden estar encadenados en una matriz, tal como la matriz 2208 de seis por seis o la matriz 2208 de tres por tres. En realizaciones, cada uno de los ASIC 3600 está dispuesto junto con una resistencia y un condensador en la parte posterior de la placa 204. La placa 204 también puede contener un ASIC 2230 adicional, tal como para permitir que un controlador central identifique el tipo particular de placa 204 en el que están dispuestos los ASIC, tal como para identificar la placa 204 como una matriz de seis por seis o tres por tres. La placa 204 también puede incluir extrusiones 2228 desde los orificios para tornillos 2210 de la placa. Las extrusiones 2228 guían los tornillos que sujetan la placa 204 a una superficie, y también proporcionan un desplazamiento entre la parte posterior de la placa 204 y la superficie, de modo que los ASIC 3600 u otros componentes no se aplasten cuando la placa 204 se une a la superficie. Las extrusiones de esquina 2224 también proporcionan un desplazamiento en las esquinas de la placa 204.
En realizaciones, la cubierta 2212 puede estar equipada con lentes, difusores u otras instalaciones ópticas 400 que dan forma a la luz proveniente de las fuentes de luz 104 que componen las matrices 2208, para aumentar el ángulo de visión de las fuentes de luz 104.
En realizaciones, las unidades de iluminación 100 pueden incluir un panel de montaje estilo Dipline que permite colocar las unidades en cualquier lugar de una superficie. Las placas 204 pueden incluir marcas de almohadilla integradas para alinear las unidades 100 durante la instalación. En realizaciones, las placas 204 pueden tener un nivel láser integrado para facilitar una instalación precisa. En esta realización, se usa una superficie en capas de conductores tal como el material superficial de estilo Dipline (Dipline es un material de montaje conductor en capas de marca registrada) para permitir que las unidades se coloquen en cualquier lugar de la superficie mediante la inserción de conectores de clavija modulares adjuntos para empujarlos a través de la superficie de los materiales para hacer contacto con capas conductoras seleccionadas dentro de la superficie.
Por referencia a la Figura 67, los alojamientos también pueden adoptar la forma de una banda flexible 6750, cinta o listón para permitir que el usuario adapte el alojamiento a formas o cavidades particulares. De ese modo, las diversas realizaciones de losetas 500 descritas en el presente documento pueden ser losetas flexibles. De manera similar, los alojamientos pueden tomar la forma de una cadena flexible 6754. Tal banda 6750 o cadena 6754 puede fabricarse en varias longitudes, anchos y grosores para adaptarse a las demandas específicas de aplicaciones que se benefician de los alojamientos flexibles, tales como conformación para ajuste a partes del cuerpo o cavidades para aplicaciones de iluminación quirúrgica, conformación para adaptarse a objetos, conformación para adaptarse a espacios inusuales, o similares. En realizaciones flexibles, puede ser ventajoso usar baterías de forma delgada, tales como baterías de polímero o "papel" para bandas pequeñas 6750 o cadenas 6754.
Por referencia a la Figura 68, puede formarse una matriz 6800 a partir de una cadena flexible 6754, tal como una cadena de nodos de luz en cadena como se describe en relación con las Figuras 56 a 59 y en los documentos citados en el presente documento. Aunque tal matriz 6800 puede ser flexible, una vez colocada, la matriz puede usarse para mostrar efectos similares a una rejilla rígida, tal como una dispuesta en una placa de circuito como se describe en relación con las Figuras 64 a 66. Por ejemplo, una matriz 6800 pueden encadenarse en el exterior del edificio, por ejemplo, recortando cadenas flexibles de nodos en filas y/o columnas, o encadenando nodos en canales para crear una disposición lineal. Una matriz de este tipo puede usarse, por ejemplo, para mostrar efectos que están diseñados para ejecutarse en matrices grandes, incluyendo espectáculos de cambio de color, efectos gráficos, efectos de animación, efectos de tipo video, efectos de texto desplazable y otros.
Por referencia a la Figura 69a, es deseable proporcionar un administrador de sistema de iluminación 5000 para administrar el control de una pluralidad de unidades de iluminación 100 o sistemas de iluminación. Por referencia a la Figura 69b, se proporciona el administrador del sistema de iluminación 5000, que puede consistir en una combinación de componentes de hardware y software. Se incluye una función de mapeo 5002 para mapear las ubicaciones de una pluralidad de sistemas de iluminación. La función de mapeo puede usar diversas técnicas para descubrir y mapear las ubicaciones de las luces, como se describe en el presente documento o como conocen los expertos en la materia. Las ubicaciones pueden ser ubicaciones físicas en el mundo o pueden ser ubicaciones relativas, tales como la posición relativa de una unidad de iluminación 100 en una cadena o matriz de unidades de iluminación 100. También se proporciona un compositor de sistema de iluminación 5004 para componer uno o más espectáculos de iluminación que puede visualizarse en un sistema de iluminación. La creación autora de los espectáculos puede basarse en geometría y un enfoque de programación orientada a objetos, tal como la geometría de los sistemas de iluminación que se descubren y mapean usando la función de mapeo, de acuerdo con diversos métodos y sistemas desvelados en el presente documento y en los documentos citados en el presente documento o conocidos en la técnica. También se proporciona un motor de sistema de iluminación, para reproducir espectáculos de iluminación ejecutando código para espectáculos de iluminación y suministrando señales de control de iluminación, tal como a uno o más sistemas de iluminación, o a sistemas relacionados, tal como sistemas de energía/datos, que gobiernan los sistemas de iluminación. En el presente documento se proporcionan más detalles del administrador del sistema de iluminación 5000, función de mapeo 5002, compositor de sistema de iluminación 5004 y el motor de sistema de iluminación 5008.
El administrador de sistema de iluminación 5000, función de mapeo 5002, compositor de sistema de iluminación 5004 y motor de sistema de iluminación 5008 pueden proporcionarse a través de una combinación de hardware informático, hardware de telecomunicaciones y componentes de software informático. Los diferentes componentes pueden proporcionarse en un solo sistema informático o distribuirse entre sistemas informáticos separados.
Por referencia a la Figura 70, en una realización, la función de mapeo 5002 y el compositor de sistema de iluminación 5004 se proporcionan en una computadora de creación autora 5010. La computadora de creación autora 5010 puede ser una computadora convencional, tal como una computadora personal. En realizaciones, la computadora de creación autora 5010 incluye componentes de computadora personal convencionales, tales como una interfaz gráfica de usuario, teclado, sistema operativo, memoria y capacidad de comunicaciones. En realizaciones, la computadora de creación autora 5010 funciona con un entorno de desarrollo con una interfaz gráfica de usuario, tal como un entorno Windows. La computadora de creación autora 5010 puede estar conectado a una red, tal como mediante cualquier conexión de comunicaciones convencional, tal como un cable, conexión de datos, conexión inalámbrica, tarjeta de red, bus, conexión Ethernet, Firewire, función 802.11, Bluetooth u otra conexión. En realizaciones, tal como en la Figura 70, la computadora de creación autora 5010 está provista de una conexión Ethernet, tal como mediante un conmutador Ethernet 5102, para que pueda comunicarse con otros
dispositivos basados en Ethernet, incluyendo opcionalmente el motor del sistema de iluminación 5008, el propio sistema de iluminación (habilitado para recibir instrucciones de la computadora de creación autora 5010), o una fuente de alimentación/datos (PDS) 1758 que suministra energía y/o datos a un sistema de iluminación compuesto por una o más unidades de iluminación 100. Por ejemplo, el sistema de iluminación podría ser una loseta de luz 500 o una placa 204 con una matriz 2208, con una pluralidad de unidades de iluminación 100 dispuestas en un patrón de cuadrícula. La función de mapeo 5002 y el compositor de sistema de iluminación 5004 pueden comprender aplicaciones de software que se ejecutan en la computadora de creación autora 5010.
Aún por referencia a la Figura 70, en una arquitectura para suministrar sistemas de control para espectáculos complejos a uno o más sistemas de iluminación, los espectáculos que se componen usando la computadora de creación autora 5010 se suministran mediante una conexión Ethernet mediante uno o más conmutadores Ethernet al motor del sistema de iluminación 5008. El motor del sistema de iluminación 5008 descarga los espectáculos compuestos por el compositor de sistema de iluminación 5004 y los reproduce, generando señales de control de iluminación para los sistemas de iluminación. En realizaciones, las señales de control de iluminación se transmiten mediante un conmutador Ethernet a una o más fuentes de alimentación/datos y, en general, se transmiten a sistemas de iluminación que están equipados para ejecutar las instrucciones, tales como encender o apagar los LED, controlar su color o temperatura de color, cambiar su tono, intensidad o saturación, o similar. En realizaciones, el suministro de energía/datos puede programarse para recibir espectáculos de iluminación directamente desde el compositor de sistema de iluminación 5004. En realizaciones, puede programarse un puente para convertir señales del formato del motor de sistema de iluminación 5008 a un formato convencional, tal como señales DMX o DALI usadas para iluminación de espectáculos.
El compositor de sistema de iluminación 5004 puede emplear la representación gráfica y técnicas de creación autora orientadas a objetos descritas en relación con las Figuras 24 a 33 anteriores. De ese modo, las representaciones gráficas, incluyendo las que representan señales de video, pueden convertirse en instrucciones de control, donde las señales de control de iluminación mapean ubicaciones de unidades de iluminación 100 a ubicaciones correspondientes en la representación gráfica. En el caso de una representación gráfica de una señal de video entrante, el formato de fila/columna de una señal de video convencional puede asignarse al formato de un grupo de unidades de iluminación 100, tales como las unidades dispuestas en una luz de loseta 500 o una matriz 2208 en una placa 204. De ese modo, una luz de loseta 500 o matriz 2208 puede usarse para visualizar efectos de video en diversas resoluciones, así como otros efectos animados, gráficos, efectos de texto en movimiento y una amplia diversidad de efectos de cambio de color.
Por referencia a la Figura 71, en realizaciones, los espectáculos de luces compuestos usando el compositor de sistema de iluminación 5004 se compilan en scripts simples que se incorporan como documentos XML. Los documentos XML pueden transmitirse rápidamente a través de conexiones Ethernet.
En realizaciones, los documentos XML son leídos por un analizador XML del motor del sistema de iluminación 5008. El uso de documentos XML para transmitir espectáculos de iluminación permite la combinación de espectáculos de iluminación con otros tipos de instrucciones de programación. Por ejemplo, una definición de tipo documento XML puede incluir no solo instrucciones XML para un espectáculo de luces que se ejecutará a través del motor del sistema de iluminación 5008, sino también XML con instrucciones para otro sistema informático, tal como un sistema de sonido y un sistema de entretenimiento, un sistema multimedia, un sistema de video, un sistema de audio, un sistema de efectos de sonido, un sistema de efectos de humo, un sistema de efectos de vapor, un sistema de efectos de hielo seco, otro sistema de iluminación, un sistema de seguridad, un sistema de información, un sistema de retroalimentación de sensores, un sistema de sensores, un navegador, una red, un servidor, un sistema informático inalámbrico, un sistema de tecnología de la información del edificio o un sistema de comunicación.
De ese modo, los métodos y sistemas proporcionados en el presente documento incluyen proporcionar un motor de sistema de iluminación para transmitir señales de control a una pluralidad de sistemas de iluminación, donde el motor de sistemas de iluminación reproduce programas. El motor de sistema de iluminación 5008 puede incluir un procesador, función de datos, sistema operativo e función de comunicación. El motor de sistema de iluminación 5008 puede configurarse para comunicarse con una función de control de iluminación DALI o DMX. En realizaciones, el motor de sistema de iluminación se comunica con una función de control de iluminación que opera con un protocolo de comunicación en serie. En realizaciones, la función de control de iluminación es un suministro de energía/datos para una unidad de iluminación 102.
En realizaciones, el motor del sistema de iluminación 5008 ejecuta espectáculos de iluminación descargados del compositor de sistema de iluminación 5004. En realizaciones, los espectáculos se suministran como archivos XML desde el compositor de sistema de iluminación 5004 al motor de sistema de iluminación 5008. En realizaciones, los espectáculos se suministran al motor del sistema de iluminación a través de una red. En realizaciones, los espectáculos se suministran a través de una instalación Ethernet. En realizaciones, los espectáculos se suministran a través de una instalación inalámbrica. En realizaciones, los espectáculos se suministran a través de una instalación Firewire. En realizaciones, los espectáculos se suministran a través de Internet.
En realizaciones, los espectáculos de iluminación compuestos por el compositor de sistema de iluminación 5004
pueden combinarse con otros archivos de otro sistema informático, tal como uno que incluye un analizador XML que analiza un documento XML generado por el compositor de sistema de iluminación 5004 junto con elementos XML relevantes para la otra computadora. En realizaciones, los espectáculos de iluminación se combinan añadiendo elementos adicionales a un archivo XML que contiene un espectáculo de iluminación. En realizaciones, el otro sistema informático comprende un navegador y el usuario del navegador puede editar el archivo XML usando el navegador para editar el espectáculo de iluminación generado por el compositor de espectáculo de iluminación. En realizaciones, el motor de sistema de iluminación 5008 incluye un servidor, en donde el servidor es capaz de recibir datos a través de Internet. En realizaciones, el motor de sistema de iluminación 5008 es capaz de manejar múltiples zonas de sistema de iluminación, en donde cada zona de sistema de iluminación tiene un mapeo distinto. En realizaciones, las zonas múltiples se sincronizan usando el reloj interno del motor del sistema de iluminación 5008. Los métodos y sistemas incluidos en el presente documento incluyen métodos y sistemas para proporcionar una función de mapeo 5002 del administrador de sistema de iluminación 5000 para mapear ubicaciones de una pluralidad de sistemas de iluminación. En realizaciones, el sistema de mapeo descubre sistemas de iluminación en un entorno, usando técnicas descritas anteriormente. En realizaciones, la función de mapeo mapea a continuación sistemas de iluminación en un espacio bidimensional, tal como usando una interfaz gráfica de usuario.
En realizaciones, el motor de sistema de iluminación 5008 comprende una computadora personal con un sistema operativo Linux. En realizaciones, el motor del sistema de iluminación está asociado con un puente a un sistema DMX o DALI.
En las siguientes páginas sigue una realización de la API de DirectLight descrita anteriormente.
UNA INTERFAZ DE PROGRAMACIÓN PARA EL CONTROL DE ILUMINACIÓN
Elementos importantes que debe leer primero.
1) El programa de muestra y Real Light Setup no se ejecutarán hasta que registre el objeto COM DirectLightdll con Windows en su computadora. En esta instalación se han incluido dos pequeños programas llamados inteligentemente "Register DirectLight.exe" y "Unregister DirectLightexe".
2) DirectLight asume que tiene un SmartJack conectado a COMl. Puede cambiar esta suposición editando el valor DMX INTERFACE NUM en el archivo "my_lights.h".
Acerca de DirectLight
Organización
Una aplicación (por ejemplo, un juego renderizado en 3D) puede crear luces virtuales dentro de su mundo 3D. DirectLight puede mapear estas luces en luces digitales del mundo real con configuraciones de color y brillo correspondientes a la ubicación y el color de las luces virtuales dentro del juego.
En DirectLights existen tres tipos generales de luces virtuales:
Luz dinámica. La forma más común de luz virtual tiene una posición y un valor de color. Esta luz se puede mover y cambiar de color tantas veces como sea necesario. Las luces dinámicas podrían representar nebulosas espaciales resplandecientes, bengalas de cohetes, un foco amarillo que pasa volando junto a un logotipo corporativo o los ojos rojos brillantes de una voraz comadreja de hielo mutante.
La luz ambiental es estacionaria y solo tiene valor de color. El sol, la luz de una habitación en el techo o un lavado de color general son ejemplos de ambiental. Aunque puede tener tantas luces indicadoras y dinámicas como desee, solo puede tener una fuente de luz ambiental (lo que equivale a un valor de color ambiental).
Las luces indicadoras solo se pueden asignar a luces específicas del mundo real. Aunque las luces dinámicas pueden cambiar de posición y, en adelante, afectarán a diferentes luces del mundo real, y las luces ambientales tienen un color constante que puede afectar a cualquiera o todas las luces del mundo real, las luces indicadoras siempre afectarán a una única luz del mundo real. Las indicadoras están destinadas a dar información al usuario aparte de la iluminación, por ejemplo, estado de escudo, ubicación de la amenaza, etc.
Todas estas luces permiten cambiar de color tantas veces como sea necesario.
En general, el usuario configurará las luces del mundo real. El archivo de configuración "my_lights.h" se crea en el programa "DirectLight GUI Setup" y puede editarlo. La API carga la configuración del archivo "my lights.h", que contiene toda la información sobre dónde están las luces del mundo real, de qué tipo son y qué tipo de luces virtuales (dinámicas, ambientales, indicadoras o alguna combinación) les van a afectar.
Las luces virtuales se pueden crear de forma estática o en tiempo de ejecución de forma dinámica. DirectLights se ejecuta en su propio hilo; constantemente introduciendo nuevos valores en las luces para asegurarse de que no se
duerman. Después de actualizar sus luces virtuales, las envía a las luces del mundo real con una sola llamada de función. DirectLights maneja todo el mapeo del mundo virtual al mundo real.
Si su aplicación ya usa fuentes de luz 3D, implementar DirectLight puede ser muy fácil, ya que sus fuentes de luz se pueden mapear 1:1 en la clase virtual Light.
Una configuración habitual para juegos de acción tiene una luz superior configurada principalmente para ambiente, luces en la parte posterior, lateral y alrededor del monitor configuradas principalmente en dinámica, y quizás algunas luces pequeñas cerca de la pantalla configuradas en indicadores.
La luz ambiental crea un estado de ánimo y una atmósfera. Las luces dinámicas alrededor del jugador brindan información sobre las cosas que suceden a su alrededor: armas, objetos ambientales, explosiones, etc. Las luces indicadoras brindan información instantánea sobre los parámetros del juego: nivel de escudo, peligro, detección, etc. Se pueden adjuntar efectos (LightingFX) a las luces que anulan o mejoran la iluminación dinámica. En Star Trek: Armada, por ejemplo, pulsar Red Alert hace que todas las luces del espacio parpadeen en rojo, reemplazando temporalmente cualquier otra información de color que tengan las luces.
Otros efectos pueden aumentar. Los efectos de explosión, por ejemplo, se pueden adjuntar a una sola luz virtual y se reproducirán con el tiempo, por lo que en lugar de tener que ajustar continuamente los valores para hacer que la bola de fuego se desvanezca, se pueden crear luces virtuales, se puede adjuntar e iniciar un efecto, y la luz se puede dejar solo hasta que se haga el efecto.
Las luces reales tienen un sistema de coordenadas basado en el espacio en el que están instaladas. Tomando como referencia a una persona sentada frente a un monitor de computadora, su cabeza debe ser considerada como el origen. X aumenta a su derecha. Y aumenta hacia el techo. Z aumenta hacia el monitor.
Las luces virtuales son libres de usar cualquier sistema de coordenadas. Hay varios modos diferentes para mapear luces virtuales en luces reales. Tener el eje del sistema de coordenadas de luz virtual alineado con el sistema de coordenadas de luz real puede hacer su vida mucho más fácil.
Las posiciones de luz pueden tomar cualquier valor real. El programa de configuración de DirectLight GUI restringe las luces a 1 metro del centro del espacio, pero puede cambiar los valores a mano si lo desea. Sin embargo, primero lea sobre los tipos de proyección. Algunos modos requieren que los sistemas de coordenadas del mundo real y del mundo virtual tengan la misma escala.
CÓMO EMPEZAR
Instalación de DirectLight SDK
La ejecución del archivo Setup.exe instalará:
En sistemas Windows tres archivos dll, uno para DirectLight, dos para comunicaciones de bajo nivel con luces del mundo real mediante DMX
DirectLighLdll
DMXIO.dll
DLPORTIO.dll
En la carpeta en la que instaló DirectLight: archivos de proyecto de Visual C++, código fuente y archivos de encabezado:
DirectLight.dsp
DirectLight.dsw
etc.
DirectLighth
DirectLight. cpp
Real_Lighth
Real Light.cpp
Virtual_Light.h
Virtual Light.cpp
etc.
bibliotecas de tiempo de compilación:
FX_Library.lib
DirectLightlib
DMXIO.lib
y archivos de configuración:
myjights.h
light definitions.h
GUI_config_file.h
DynamicJLocalized_Strings.h
El archivo "myjights.h" es referenciado por DirectLight y DirectLight GUI Setup.exe. "myjights.h" a su vez referencia a "light_definitions.h". Los otros archivos son referenciados solo por DirectLight GUI Setup. Tanto DLL como el programa Setup usan una entrada de registro para encontrar estos archivos:
HKEY_LOCAL_MACHlNE\Software\ColorKinetics\DirectLight\1.00.000\location
También se incluye en este directorio esta documentación y subcarpetas:
Las bibliotecas FXJ contienen efectos de iluminación a los que se puede acceder mediante DirectLights.
Real Light Setup contiene un editor gráfico para cambiar la información sobre las luces reales.
Sample Program contiene un programa comentado abundantemente que demuestra cómo usar DirectLight.
DirectLight COM
La DLL de DirectLight implementa un objeto COM que encapsula la funcionalidad de DirectLight. El objeto DirectLight posee la interfaz DirectLight, que es usado por el programa cliente.
Para usar el objeto COM de DirectLight, la máquina en la que usará el objeto debe tener el servidor DirectLight COM registrado (véase anteriormente: Cosas importantes que debe leer primero). Si no ha hecho esto, la biblioteca de tiempo de ejecución COM de Microsoft no sabrá dónde encontrar su servidor COM (esencialmente, necesita la ruta de DirectLight.dll).
Para acceder al objeto DirectLight COM desde un programa (lo llamaremos cliente), primero debe incluir "directlight.h", que contiene la definición de la interfaz de DirectLight COM (entre otras cosas) y "directlight_i.c", que contiene las definiciones de los diversos UID de los objetos e interfaces (más sobre esto posteriormente).
Antes de poder usar cualquier servicio COM, primero debe inicializar el tiempo de ejecución COM. Para hacer esto, llame a la función Co Initialize con un parámetro NULL:
CoInitialize (NULL);
Para nuestros fines, no necesita preocuparse por el valor de retorno.
A continuación, debe crear una instancia de un objeto DirectLight. Para hacer esto, debe llamar a la función CoCreateInstance. Esto creará una instancia de un objeto DirectLight y proporcionará un puntero a la interfaz DirectLight:
HRESULT hCOMError =
CoCreatelnstance (CLSID CDirectLight,
NULL,
CLSCTX_ALL,
IIDJDirectLight,
(void **) &pDirectLight);
CLSID_CDirectLight es el identificador (declarado en directlight_i.c) del objeto DirectLight, NDJDirectLight es el identificador de la interfaz de DirectLight, y pDirectLight es un puntero a la implementación de la interfaz de DirectLight en el objeto que acabamos de instanciar. El puntero pDirectLight será usado por el resto del cliente para acceder a la funcionalidad DirectLights.
Cualquier error devuelto por CoCreatelnstance probablemente será REGDB_E_CLASSNOTREG, lo que indica que la clase no está registrada en su máquina. Si ese es el caso, asegúrese de haber ejecutado el programa Register DirectLight y pruebe de nuevo.
Cuando esté limpiando su aplicación, debe incluir las siguientes tres líneas:
//matar el objeto COM
pDirectLight->Release ();
// Pedimos a COM que descargue cualquier servidor COM no usado.
CoFreeUnusedLibraries ();
// Estamos saliendo de esta aplicación, así que cierre la Biblioteca COM.
CoUninitialize ();
Debería liberar la interfaz COM cuando termine de usarla. Si no lo hace, el objeto permanecerá en la memoria después de la terminación de su aplicación.
CoFreeUnusedLibrariesO pedirá a COM que elimine nuestra fábrica DirectLight (un servidor que creó el objeto COM cuando llamamos a CoCreateInstance()) de la memoria, y CoUninitialize() cerrará la biblioteca COM.
Clase DirectLight
La clase DirectLight contiene la funcionalidad central de la API. Contiene funcionalidad para establecer valores de luz ambiental, brillo global de todas las luces (gamma) y añadir y eliminar luces virtuales.
Tipos:
enum Projection_Type{
SCALE_BY_VIRTUAL_DISTANCE_TO_CAMERA_ONLY = 0,
SCALE_BY_DISTANCE_AND_ANGLE = 1,
SCALE_BY_DISTANCE_VIRTUAL_TO_REAL = 2 };
Para una explicación de estos valores, véase "Tipos de proyección" en la clase Direct Light enum Light_Type{
C_75 = 0,
COVE_6 = 1 };
Para una explicación de estos valores, véase "Tipos de luz" en la clase Direct Light, o consulte la ayuda en línea para "Configuración de DirectLight GUI".
enum Curve_Type{
DIRECTLIGHTJJNEAR = 0, DIRECTLIGHT_EXPONENTIAL = 1,
DIRECTLIGHTj LOGARITHMIC = 2 };
Estos valores representan diferentes curvas para efectos de iluminación cuando se desvanece de un color a otro. Funciones de miembros públicos:
void SetjAmbientjLight (int R,
int G,
int B );
La función Set_Ambient_Light establece los valores rojo, verde y azul de la luz ambiental en los valores pasados a la función. Estos valores están en el rango 0 - MAX LIGHT BRIGHTNESS. La luz ambiental está diseñada para representar constantes o "Luces de habitación" en la aplicación. La luz ambiental se puede enviar a cualesquiera o todas las luces del mundo real. Cada luz del mundo real puede incluir cualquier porcentaje de la luz ambiental. void Stir Lights (void *user_data ); Stir_Lights envía información de luz a las luces del mundo real en función del búfer de luz creado dentro de DirectLights. DirectLight DLL se encarga de agitar las luces por usted. Esta función normalmente no es llamada por la aplicación.
VirtualLight * Submit_Virtual_Light( float xpos,
float ypos,
float zpos,
int red,
int green,
int blue );
Submit Virtual Light crea una instancia de Virtual Light. Su posición virtual está especificada por los tres primeros valores pasados, es color por tres los segundos. La posición debe usar las coordenadas espaciales de la aplicación. Los valores para el color están en el rango 0 - MAX_LIGHT BRIGHTNESS. Esta función devuelve un puntero a la luz creada.
void Remove Virtual Light (Virtual_Light * bad_light);
Dado un puntero a una instancia de Virtual Light, Remove virtual Light eliminará la luz virtual.
void Set_Gamma( float gamma );
La función Set Gamma function establece el valor gamma de la estructura de datos de Direct Light. Este valor se puede usar para controlar el valor general de todas las luces, ya que cada luz virtual se multiplica por el valor gamma antes de proyectarse en las luces reales.
void Set_Cutoff_Range (float cutoff_range );
set_Cutoff Range establece la distancia de corte desde la cámara. Más allá de esta distancia, las luces virtuales no tendrán ningún efecto sobre las luces del mundo real. Establezca un valor alto para permitir que las luces virtuales afecten a las luces del mundo real desde una gran distancia. Si el valor es bajo las luces virtuales deben estar cerca de la cámara para tener algún efecto. El valor debe estar en las coordenadas espaciales de la aplicación.
void Clear All Real Lights (void );
Clear All Lights destruye todas las luces reales.
void Project All Lights (void );
Project_All_Lights calcula el efecto de cada virtual en cada luz del mundo real, teniendo en cuenta las contribuciones gamma, ambientales y dinámicas, la posición y el modo de proyección, el ángulo de corte y el rango de corte, y envía los valores a cada luz del mundo real.
void Set Indicator Color (int which indicator,
int red,
int green,
int blue );
Se pueden asignar indicadores a cualquiera de las luces del mundo real a través del archivo de configuración (myjights.h). Cada indicador debe tener una identificación única de número entero no negativo. Set_indicator_Color cambia el color del indicador designado por el indicador para los valores de rojo, verde y azul especificados. Si se llama a Set indicator Color con una identificación de indicador que no existe, no sucederá nada. El usuario especifica qué luces deben ser indicadores, pero tenga en cuenta que las luces que son indicadores aún pueden verse afectadas por las luces ambientales y dinámicas.
Indicator Get Indicator (int which indicator);
Devuelve un puntero al indicador con el valor especificado.
int Get Real Light Count (void );
Devuelve el número de luces reales.
void Get My Lights Location ( char buffer [MAX_PATH]);
Busca en el directorio y encuentra la ruta al archivo "my lights.h".
void Load_Real_Light_Configuration (char * fullpath = NULL );
Carga el archivo "my_lights.h" desde la ubicación predeterminada determinada por el registro. DirectLight creará una lista de luces reales en función de la información del archivo.
void Submit_Real_Light ( char * indentifier,
int DMX _port,
Projecfion_Type,
int indicator_number,
float add_ambient,
float add_dynamic,
float gamma,
float cutoff_angle,
float x,
float y,
float z );
Crea una nueva luz real en el mundo real. Generalmente, DirectLight cargará la información de la luz real desde el archivo "my lights.h" al inicio.
void Remove_Real_Light (Real_Light * dead_light);
Elimina de forma segura una instancia de una luz real.
Light GetAmbientLight (void );
Devuelve un puntero a la luz ambiental.
bool RealLightListEmpty (void );
Devuelve verdadero si la lista de luces reales está vacía, falso en caso contrario.
Clase Light
Las luces ambientales se definen como luces. La clase Light es la clase principal para Virtual Lights y Real Lights. Variables miembro:
static const int MAX_LIGHT_BRIGHTNESS. Definido como 255
LighfingFX_List * m_FX_currently_attached. Una lista de los efectos adjuntos actualmente a esta luz.
ColorRGB m_color. Cada luz debe tener un color! ColorRGB se define en ColorRGB.h
void Attach_FX (LightingFX * new_FX )
Adjuntar un nuevo efecto de iluminación a esta luz virtual.
void Detach_FX( LightingFX * old_FX )
Separar un efecto de iluminación antiguo de esta luz virtual.
Real Lights
Real Light hereda de la clase Light. Real Lights representa luces en el mundo real. Variables miembro:
static const int NOT_AN_INDICATOR LIGHT definido como -1.
char m_identifier [100] es el nombre de la luz (como "overhead" o "covelightl").
No usado por DirectLight excepto como herramienta de depuración.
int DMX_port es un número entero no negativo único que representa el canal en el que la luz dada recibirá información. La información DMX se envía en un búfer con 3 bytes (rojo, verde y azul) para cada luz. (DMX_port * 3) es en realidad el índice del valor rojo para la luz especificada. Los búferes DirectLight DMX tienen 512 bytes, por lo que DirectLight puede admitir aproximadamente 170 luces. Los búferes grandes pueden causar problemas de rendimiento, por lo tanto, si es posible, evite usar números de puerto DMX grandes.
Light Type m type describe los diferentes modelos de luces de Color Kinetics. Actualmente no se usa, excepto por la configuración de DirectLight GUI para mostrar iconos.
float m add ambient la cantidad de luz ambiental que contribuye a este color de luces. Rango 0-1
float m add dynamic la cantidad de contribución de luz dinámica a este color de luces. Rango 0-1
float m gamma es el brillo general de esta luz. Rango 0-1.
float m cutoff angle determina lo sensible que es la luz a las contribuciones de las luces virtuales a su alrededor. Los valores grandes hacen que reciba información de la mayoría de las luces virtuales. Los valores más pequeños hacen que reciba contribuciones solo de luces virtuales en el mismo arco que la luz real.
Projection Type m_projection_type define cómo se asignan las luces virtuales a las luces reales.
SCALE_BY_VIRTUAL_DISTANCE_TO_CAMERA_ONLY esta luz real recibirá contribuciones de luces virtuales basándose únicamente en la distancia desde el origen del sistema de coordenadas virtual hasta la posición de la luz virtual. La contribución de luz virtual se desvanece linealmente a medida que la distancia desde el origen se acerca al rango de corte.
SCALE_BY_DISTANCE_AND_ANGLE esta luz real recibirá contribuciones de luces virtuales basándose en la distancia calculada arriba Y la diferencia de ángulo entre la luz real y la luz virtual. La contribución de luz virtual se desvanece linealmente a medida que la distancia desde el origen se acerca al rango de corte y el ángulo se acerca al ángulo de corte.
SCALE_BY_DISTANCE_VIRTUAL_TO_REAL esta luz real recibirá contribuciones de luces virtuales basándose en la distancia en el espacio tridimensional de la luz real a la luz virtual. Este modo asume que los sistemas de
coordenadas reales y virtuales son idénticos. La contribución de la luz virtual se desvanece linealmente a medida que la distancia de lo real a lo virtual se acerca al rango de corte.
float m_xpos posición x,y,z en el espacio virtual.
float m_ypos
float m_zpos
int m_indicator_number. Si el indicador es negativo, la luz no es un indicador. Si no es negativo, solo recibirá los colores enviados a ese número de indicador.
Virtual Lights
Virtual Lights representan fuentes de luz dentro de un juego u otra aplicación en tiempo real que se asignan a luces de Color Kinetics del mundo real. Virtual Lights se pueden crear, mover, destruir y cambiar de color con la frecuencia que sea posible dentro de la aplicación.
static const int MAX_LIGHT_BRIGHTNESS;
MAX_LIGHT_BRIGHTNESS es una constante que representa el mayor valor que puede tener una luz. En el caso de la mayoría de las luces de Color Kinetics, este valor es 255. Se supone que las luces tienen un rango que comienza en 0.
void Set_Color ( int R,
int G,
int B );
La función Set_Color establece los valores de color rojo, verde y azul de la luz virtual en los valores pasados a la función.
void Set_Position( float x_pos,
float *y_pos,
float *z_pos );
La función Set_Position establece los valores de posición de la luz virtual en los valores pasados a la función. La posición debe usar las coordenadas espaciales de la aplicación.
void Get_Position (float *x_pos,
float *y_pos,
float *z_pos);
Obtiene la posición de la luz.
Lighting FX
Lighting FX son efectos basados en el tiempo que se pueden adjuntar a luces reales o virtuales, o indicadores, o incluso a la luz ambiental. Los efectos de iluminación pueden tener otros efectos tales como niños, en cuyo caso los niños se reproducen secuencialmente.
static const int FX_OFF; Defined as -1.
static const int START_TIME; Tiempos para iniciar y detener el efecto.
Este es un valor virtual. Él
static const int STOP_TIME; efectos individuales escalarán su tiempo de juego basado en el total.
void Set_Real_Time ( bool Real_Time );
Si se pasa TRUE, este efecto usará la hora del mundo real y se actualizará tan a menudo como se llame a Stir Lights. Si se pasa FALSE, el efecto usará el tiempo de la aplicación y se actualizará cada vez que se llame a Apply-FX.
void Set_Time_Extrapolation ( bool extrapolate );
Si se pasa TRUE, este efecto extrapolará su valor cuando se llame a Sfir_Lights.
void Attach_FX_To_Light ( Light * the_light );
Adjunta este efecto a la luz que se pasa.
void Detach_FX_From_Light ( Light * the_light,
bool remove_FX_from_light = true );
Elimina la contribución de este efecto a la luz. Si remove FX from light es verdadero, el efecto también se separa de la luz.
Las funciones anteriores también existen como versiones para efectuar Virtual lights, Indicator lights (referenciadas por un puntero al indicador o su número), Ambient light, y todas las Real Lights.
void Start (float FX_play_time,
bool looping = false);
Inicia el efecto. Si looping es verdadero, el efecto comenzará de nuevo después de que finalice.
void Stop (void );
Detiene el efecto sin destruirlo.
void Time_Is_Up (void );
Hace un bucle o deja de reproducir el efecto, ya que se acabó el tiempo.
void Update Time (float time_passed );
Cambia cuánto tiempo de juego ha pasado para este efecto.
void Update_Real_Time (void );
Averigua cuánto tiempo real ha pasado para este efecto.
void Update Extrapolated Time (void );
Cambia el tiempo de FX en función de la extrapolación de cuánto tiempo de aplicación por tiempo real hemos tenido hasta ahora.
virtual void Apply_FX ( ColorRGB &base_color);
Esta es la función principal de iluminación. Cuando se hereda Lighting FX, esta función hace todo el trabajo importante de cambiar los valores de color de la luz con el tiempo. Tenga en cuenta que puede optar por añadir su valor al valor de luz existente, reemplazar el valor existente con su valor o cualquier combinación de los dos. De esta forma, los efectos de iluminación pueden anular las luces existentes o simplemente suplantarlas.
static void Update_All_FX_Time (float timejassed );
Actualiza el tiempo de todos los efectos.
void Apply FX_To_All_Virtual_Lights (void );
Aplica este efecto a todas las luces virtuales, ambientales e indicadoras que sean apropiadas.
void Apply All_FX_To_All_Virtual_Lights (void );
Aplica cada efecto a todas las luces virtuales, ambientales e indicadoras que sean apropiadas.
void Apply All FX To Real Light (' RealJJght * the_real_light);
Aplica este efecto a una sola luz real.
void StartjNextjChildFX (void );
Si este efecto tiene un efecto secundario, inicia el siguiente.
void AddjChildFX ( LightingFX * the_child,
float timeshare) ;
Añade un nuevo efecto secundario al final de la lista de efectos secundarios que tiene este efecto. La parte de tiempo es la parte de este hijo del tiempo total que se reproducirá el efecto. Las partes de tiempo no tienen que sumar uno, ya que las partes totales se escalan para que coincidan con el tiempo de juego real total del efecto. void Become Child Of ( Lighting FX * the_parent);
Se convierte en padre del efecto especificado.
void Inherit Light List (Affected Lights * our_lights );
Tiene este efecto y todos sus hijos heredan la lista de luces a afectar.
Archivo de configuración
El archivo "my lights.h" contiene información sobre luces del mundo real y se carga en el sistema DirectLight al inicio. Los archivos "my lights.h" y "light_definitions.h" deben incluirse en el mismo directorio que la aplicación que usa
DirectLights. "myjights.h" se crea y editado por el programa DirectLight GUI Setup. Para obtener más información sobre cómo usar el programa, consulte la ayuda en línea dentro del programa.
Aquí hay un ejemplo de un archivo "myjights . h":
l í Archivo de configuración para Color Kinetics Lights
f t usado por DirectLights
U
f i Este archivo ha sido creado con DirectLights GUI Setup v1.0
t i
t t i t m i i m i n f t i t f f t i i i t t i i N i í t t t i i N t t i t t n t i f i i U T n m
// Cargar las estructuras básicas
#include "Light Definitions .h"
// gamma general
float OVERALL GAMMA = 1.0;
// ¿Qué interfaz DMX usamos?
int DMX INTERFACE NUM = 0;
t t i t m i t m m u i t t i m u i i i t i u u i i t u t t t m i u f t t i t t i i m
t i
i / Esta es una lista de todas las luces reales en el mundo
i /
Rael_LlSEfet myj-ígíits(«ftXjJGHTSj «
f
f i NOMBRE t ita im d A ® DIN c w m CORTE X 7 Z "C vs rh e a d ", 8 , 1 ,8£>G, 0 ,ff 00, 2,0Ctf, 3 ,142 , 0 ,000 , -1 000, 0 , 000 " M f t " , l . - 1 , 0 ,000 , 1 ,000 , 1 , 000, 1 ,600 , ~1,OO0, 0 000, 0 ,009 “ P ig b t " , I r - I r 0 ,000 , 210Ó0, 0 ,800 , 1 ,680 , 1 ,000 , 0 000, 0 ,005 « a « r \ 1, -X, 8 , 000 , 1 ,030 , 1 ,009 , 1 , ««0, 0 ,000 , 0 000, -1 ,000 "líe ftC íS ffcO * i , 0, 0 ,000 , s ,o o o , 1 ,000 , 0 ,840 , “ 0 ,500 , -0 300, 0 ,500 “ s e í t o w e i " 1, I r 0 , 000, 0 ,000 , 1 ,000 , 0 ,840 , “ 0 ,600 , 0 100, 0 ,500 * I ie£ tC ov»2,* 1, “ 1, 0 ,000 , 0 ,000 , 1 ,000 , 0 ,040 , -0 ,505 , 0 505, 0 ,500 "C*nterCí>w> 1 , ~1, 0 ,030 , 0 ,000 , 1 ,000 , 0 ,840 , -0 ,400 , 0 700, 0 ,500 "C s n rte rC a v 1, - 1 , 0 ,000 , 0 ,000 , 1 ,000 , 0 ,840 , -0 ,200 , 0 700, 0 ,530
1, - 1 , 0 ,000 , 0 ,000 , 1 ,000 , 0 ,840 , 0 ,250 , 0 700, 0 , 500 "C er.te rC oveá", 10, 0 , 1, “ 2 , 0 ,000 , 9 ,000 , 1 ,000 , 0 ,840 , 0 ,400 , 0 700, 0 ,500 "R ig lrtC oveO ” , U , 0, 1, 2 , 0 ,009 , 0 ,000 , 2 ,000 , 5 ,840 , 0 ,560 , 0 500, 0 ,500 "¡rti ghfcCova 2 ” , 13, 0, 1, ~i, Q ,005, 0 ,000 , 2 ,000 , I-ir:i. 0 ,500 , 0 100, 0 , 500 "RAí>htCove2", 13, 8, Í , - I r o , ooa, 0,00® , 1 ,003 , 0 ,840 , 0 ,800 , -0 308, 0 ,500 í ?
Este archivo de ejemplo está tomado de nuestras oficinas, donde instalamos luces alrededor de una computadora, con las siguientes luces (referidas a alguien sentado en el monitor): una superior (principalmente ambiental); una a cada lado de nuestra cabeza (Izquierda y derecha); una detrás de nuestra cabeza; tres a lo largo de cada una de la parte superior, izquierda y derecha del monitor frente a nosotros.
Cada línea en el archivo "my_lights" representa una Real Light. Cada instancia de Real Light representa, sorpresa sorpresa, una luz del mundo real.
Las luces inferiores del lado izquierdo y derecho del monitor son los indicadores 0 y 2, la luz central del lado
izquierdo del monitor es el indicador 1.
Los valores posicionales están en metros. Z está dentro/fuera del plano del monitor. X es vertical en el plano del monitor, Y es horizontal en el plano del monitor.
MAXJJGHTS puede ser tan alto como 170 para cada universo DMX. Cada universo DMX es habitualmente una sola conexión física a la computadora (COMl, por ejemplo). Cuanto mayor sea MAX_LIGHTS, más lentas responderán las luces, ya que MAX_LIGHTS determina el tamaño del búfer enviado a DMX (MAX_LIGHTS*3). Obviamente, los búferes más grandes tardarán más en enviar.
OVERALLj GAMMA puede tener un valor de 0 - 1. Este valor se lee en DirectLights y puede cambiarse durante tiempo de ejecución. Esto representa el final de la API de DirectLight.
Claims (11)
1. Un sistema de iluminación de vehículos, que comprende;
- un componente modular, que comprende además:
- una pluralidad de unidades de iluminación basadas en LED direccionables dispuestas en una matriz en una placa de circuito, cada LED asociado a una sustancia fosforescente,
- en donde cada unidad de iluminación direccionable de la pluralidad de unidades de iluminación direccionables está configurada para responder a datos direccionados a la misma en un protocolo de direccionamiento en serie, y - en donde la matriz comprende filas y columnas de unidades de iluminación basadas en LED direccionables.
2. El sistema de iluminación de vehículos de la reivindicación 1, en donde el LED incluye un elemento óptico.
3. El sistema de iluminación de vehículos de la reivindicación 1, en donde la pluralidad de unidades de iluminación direccionables está configurada para responder a datos direccionados a la misma en un protocolo de direccionamiento en serie.
4. El sistema de iluminación de vehículos de la reivindicación 1, en donde la pluralidad de unidades de iluminación direccionables está configurada para responder a datos direccionados a la misma en un protocolo de direccionamiento individual.
5. El sistema de iluminación de vehículos de cualquier reivindicación precedente, en donde el sistema comprende además un procesador.
6. El sistema de iluminación de vehículos de cualquier reivindicación precedente en donde el componente modular está acoplado a una fuente de alimentación de batería.
7. El sistema de iluminación de vehículos de cualquier reivindicación precedente, en donde el componente modular para un sistema de iluminación está provisto en un automóvil.
8. El sistema de iluminación de vehículos de acuerdo con cualquier reivindicación precedente que comprende una pluralidad de componentes modulares.
9. El sistema de iluminación de vehículos de acuerdo con cualquier reivindicación precedente que comprende además un sensor ambiental.
10. El sistema de iluminación de vehículos de acuerdo con la reivindicación 9 en donde el sensor ambiental es al menos uno de un sensor de luz y un fotosensor.
11. El sistema de iluminación de vehículos de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en donde el sistema está configurado para recibir información destinada a múltiples dispositivos, incluyendo a sí mismo, y para responder selectivamente a información particular destinada al mismo.
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