JP2747386B2 - 光環境解析装置及び光環境解析方法 - Google Patents
光環境解析装置及び光環境解析方法Info
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000006957 Michael reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
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- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は照明、採光などをシミュ
レートする光環境解析装置及び光環境解析方法に関する
ものである。
レートする光環境解析装置及び光環境解析方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】部屋の中に照明器具などを設置する場合
に、器具を実際に取り付ける前に、部屋の各部分におけ
る照度、輝度などの値を計算上求めて、光環境が定量的
に分かることが望まれている。このような解析をする場
合に光源からの直接光だけでなく、壁面などからの反射
光も考慮に入れる必要がある。
に、器具を実際に取り付ける前に、部屋の各部分におけ
る照度、輝度などの値を計算上求めて、光環境が定量的
に分かることが望まれている。このような解析をする場
合に光源からの直接光だけでなく、壁面などからの反射
光も考慮に入れる必要がある。
【０００３】従来、ラジオシティ法という手法を用いる
ことによって、そのような反射光も考慮した計算が可能
となっている（「映像の質を漸進的に高めるラジオシテ
ィ・アルゴリズム」、マイケル・F・コーエン、日経ＣＧ 1988年1
1月号P.164-P174参照（from"A Progressive Refinement
Approach to Fast Radiosity ImageGeneration" Mich
ael F.Cohen et al., Conputer Graphics ,vol.22,no.
4,August 1988 (SIGGRAPH'88 Conference Proceeding),
pp.75-84)））。
ことによって、そのような反射光も考慮した計算が可能
となっている（「映像の質を漸進的に高めるラジオシテ
ィ・アルゴリズム」、マイケル・F・コーエン、日経ＣＧ 1988年1
1月号P.164-P174参照（from"A Progressive Refinement
Approach to Fast Radiosity ImageGeneration" Mich
ael F.Cohen et al., Conputer Graphics ,vol.22,no.
4,August 1988 (SIGGRAPH'88 Conference Proceeding),
pp.75-84)））。
【０００４】この手法では、部屋の天井、側壁、床など
を多くの面に分割する。当然その中のある面に照明光源
が存在することになる。
を多くの面に分割する。当然その中のある面に照明光源
が存在することになる。
【０００５】そこで最初に、それら各面の中で、光を最
も放射する面、すなわち照明光源の存在する面に着目す
る。そして、その面より光を四方に放射させる。その放
射された光が各面に到達する割合を求める際に角関係、
面の大きさなどから、フォームファクター（formfactor）なるも
のを求める。その方法として、１点（所定光源面）から
線を射出して各面に到達した本数より計算する方法が考
えられる。このformfactorを計算する演算の流れを図５
に示す。図中ステップＳ１では、光線の発射角度を決定
する。ステップＳ２では、その発射角度に対応した発射
光強度を求める。ステップＳ３では、その発射角度より
光線の到達面を探す。ステップＳ４では、その到達面に
おける光線強度を計算する（そしてそれまでの光線強度
に加算する）。ステップＳ５では、その一点から放射さ
せる全規定本数が終了したかどうかを判定する。未だ発
射角度が残っていれば、その残る角度で光を射出し、上
述の演算を行う。全ての角度に発射し終わると、ステッ
プＳ６では、１点から全方向へ光を発射させた場合の、
各面におけるその１点からの光の強度を算出する。
も放射する面、すなわち照明光源の存在する面に着目す
る。そして、その面より光を四方に放射させる。その放
射された光が各面に到達する割合を求める際に角関係、
面の大きさなどから、フォームファクター（formfactor）なるも
のを求める。その方法として、１点（所定光源面）から
線を射出して各面に到達した本数より計算する方法が考
えられる。このformfactorを計算する演算の流れを図５
に示す。図中ステップＳ１では、光線の発射角度を決定
する。ステップＳ２では、その発射角度に対応した発射
光強度を求める。ステップＳ３では、その発射角度より
光線の到達面を探す。ステップＳ４では、その到達面に
おける光線強度を計算する（そしてそれまでの光線強度
に加算する）。ステップＳ５では、その一点から放射さ
せる全規定本数が終了したかどうかを判定する。未だ発
射角度が残っていれば、その残る角度で光を射出し、上
述の演算を行う。全ての角度に発射し終わると、ステッ
プＳ６では、１点から全方向へ光を発射させた場合の、
各面におけるその１点からの光の強度を算出する。
【０００６】次に、光源面以外の各面の中で、最も光り
強度の大きい面を探索する。そして、その最も光の強い
面を新たな光源とみなし、且つその面を完全拡散面とし
て、全方位に光を発射させ、上述のようにして、各面の
光の強度を増加させながら更に精密にしていく。
強度の大きい面を探索する。そして、その最も光の強い
面を新たな光源とみなし、且つその面を完全拡散面とし
て、全方位に光を発射させ、上述のようにして、各面の
光の強度を増加させながら更に精密にしていく。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、form-f
acterを求める場合、光源、反射面に限らず、１点から
射出する線の本数が同じであるために、光源の場合に比
べて反射面のようにわずかな量の光を発する面の場合に
も、上記精度の点からみて本数が多くなり過ぎ、計算時
間が必要以上に要するという課題がある。
acterを求める場合、光源、反射面に限らず、１点から
射出する線の本数が同じであるために、光源の場合に比
べて反射面のようにわずかな量の光を発する面の場合に
も、上記精度の点からみて本数が多くなり過ぎ、計算時
間が必要以上に要するという課題がある。
【０００８】本発明は、このような従来の光環境解析装
置の課題を考慮し、できるだけ計算速度を高め且つ精度
を落とさない光環境解析装置及び光環境解析方法を提供
することを目的とするものである。
置の課題を考慮し、できるだけ計算速度を高め且つ精度
を落とさない光環境解析装置及び光環境解析方法を提供
することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、解析対象の環
境空間を形成する面をいくつかの面に分割し、その分割
された各面の中から、光量に関する所定の基準に基づき
選ばれた所定面を光源とし、そこから光を所定の本数放
射し、各光の到達する各面を探索し、その面に到達する
光量を演算し、さらに、前記各面の中から、所定の基準
に基づき選ばれた所定面の到達光量を光源として、上述
のようにして、各面における光量を演算し、このような
ことを繰り返すことによって、各面の最終的光量を得る
光環境解析装置において、放射する光の量に対応して、
放射する光の本数を決定する規定本数決定手段を備えた
ことを特徴とする光環境解析装置である。
境空間を形成する面をいくつかの面に分割し、その分割
された各面の中から、光量に関する所定の基準に基づき
選ばれた所定面を光源とし、そこから光を所定の本数放
射し、各光の到達する各面を探索し、その面に到達する
光量を演算し、さらに、前記各面の中から、所定の基準
に基づき選ばれた所定面の到達光量を光源として、上述
のようにして、各面における光量を演算し、このような
ことを繰り返すことによって、各面の最終的光量を得る
光環境解析装置において、放射する光の量に対応して、
放射する光の本数を決定する規定本数決定手段を備えた
ことを特徴とする光環境解析装置である。
【００１０】また、本発明は、光源、反射壁などの面を
分割した光環境を解析する領域において最も光を放射す
る量が多い面を探す放射最大光量探索ステップと、前記
放射最大光量探索ステップで得られた放射最大光量が予
め決められた規定値より大きいか否かを比較する放射最
大光量規定値判定ステップと、探索された面より他の各
面への到達光量を計算する各面への到達光量計算ステッ
プと、前記到達光量計算ステップで求められた光量を各
面にて、それまでに求められた光量に加算する各面の到
達光量加算ステップと、前記到達光量加算計算ステップ
で求められた光量にその到達面の拡散反射率を乗ずる放
射光量計算ステップとを備え、放射を行った面の放射光
量を０にし、再度前記放射最大光量面探索ステップに
て、計算された放射光量のなかで最も光を放射する量が
多い面を探し、以下同じ操作を繰り返すことによって計
算領域のすべての面の照度、反射光強度等を求め、前記
放射された光が各面へ到達する量を求め加算する際のス
テップでは、放射する光の、本数に対応する発射角度を
決める光線発射角度決定ステップと、発射角度に対応し
た発射強度を算出する発射強度算出ステップと、発射さ
れた光が到達する面を探す到達面探索ステップと、到達
面にて到達強度を加算する到達強度加算ステップと、放
射する光があらゆる方向に出されるように決めた規定本
数を発射したかを判定する規定本数判定ステップを実行
するものであって、前記光線発射角度決定ステップにお
ける前記本数は、放射する光の量に対応して決められる
光環境解析方法である。
分割した光環境を解析する領域において最も光を放射す
る量が多い面を探す放射最大光量探索ステップと、前記
放射最大光量探索ステップで得られた放射最大光量が予
め決められた規定値より大きいか否かを比較する放射最
大光量規定値判定ステップと、探索された面より他の各
面への到達光量を計算する各面への到達光量計算ステッ
プと、前記到達光量計算ステップで求められた光量を各
面にて、それまでに求められた光量に加算する各面の到
達光量加算ステップと、前記到達光量加算計算ステップ
で求められた光量にその到達面の拡散反射率を乗ずる放
射光量計算ステップとを備え、放射を行った面の放射光
量を０にし、再度前記放射最大光量面探索ステップに
て、計算された放射光量のなかで最も光を放射する量が
多い面を探し、以下同じ操作を繰り返すことによって計
算領域のすべての面の照度、反射光強度等を求め、前記
放射された光が各面へ到達する量を求め加算する際のス
テップでは、放射する光の、本数に対応する発射角度を
決める光線発射角度決定ステップと、発射角度に対応し
た発射強度を算出する発射強度算出ステップと、発射さ
れた光が到達する面を探す到達面探索ステップと、到達
面にて到達強度を加算する到達強度加算ステップと、放
射する光があらゆる方向に出されるように決めた規定本
数を発射したかを判定する規定本数判定ステップを実行
するものであって、前記光線発射角度決定ステップにお
ける前記本数は、放射する光の量に対応して決められる
光環境解析方法である。
【００１１】
【作用】上記構成においては、放射された光の各面へ到
達する光量を求める場合に、その放射光量に対応して、
放射本数を決定する。従って、精密さを犠牲にすること
なく、計算速度を早くすることが出来る。
達する光量を求める場合に、その放射光量に対応して、
放射本数を決定する。従って、精密さを犠牲にすること
なく、計算速度を早くすることが出来る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１３】図１は本発明の一実施例における光環境解
析方法の構成を示すフローチャートである。図２に示す
ような３次元空間を面分割し、面要素の中で最も光を放
射する面を探し（放射最大光量面探索部にて探す）（図
１のステップＳ１）、その面から光を発する。最初は光
源１がその面となる。光源が複数個ある場合は、最も明
るい光源が選ばれる。２は鏡面である。
析方法の構成を示すフローチャートである。図２に示す
ような３次元空間を面分割し、面要素の中で最も光を放
射する面を探し（放射最大光量面探索部にて探す）（図
１のステップＳ１）、その面から光を発する。最初は光
源１がその面となる。光源が複数個ある場合は、最も明
るい光源が選ばれる。２は鏡面である。
【００１４】次に、その光源からの各面への光の到達量
を求める（到達光量計算部で求める）（図１のステップ
Ｓ３）。図３のフローチャートにその到達量を求める動
作を示す。図４に示すように放射面より光を射出し、そ
れぞれの面に到達する割合を求める。
を求める（到達光量計算部で求める）（図１のステップ
Ｓ３）。図３のフローチャートにその到達量を求める動
作を示す。図４に示すように放射面より光を射出し、そ
れぞれの面に到達する割合を求める。
【００１５】図３のステップＳ１の光の発射角度、及び
ステップＳ２発射強度は、その放射本数で決まる。
ステップＳ２発射強度は、その放射本数で決まる。
【００１６】このようにして、発射された光線を追跡し
到達する面を求める。そして、上記光源から発射された
光の規定本数かどうかを判定し（規定本数判定部で判定
する）（図３のステップＳ８）、規定本数に達していな
い場合は、他の角度で光を発射し（図３のステップＳ
１）、同様の光の追跡を行う。
到達する面を求める。そして、上記光源から発射された
光の規定本数かどうかを判定し（規定本数判定部で判定
する）（図３のステップＳ８）、規定本数に達していな
い場合は、他の角度で光を発射し（図３のステップＳ
１）、同様の光の追跡を行う。
【００１７】規定本数に達した場合は、最後に、放射面
からＥなる光の量が放射され、光の強度がトータルでＦ
であり、１面に到達する強度がＧであるとき、到達光量
算出部において１面に到達する光の量がＥ×Ｇ／Ｆとし
て計算される（図３のステップＳ９）。
からＥなる光の量が放射され、光の強度がトータルでＦ
であり、１面に到達する強度がＧであるとき、到達光量
算出部において１面に到達する光の量がＥ×Ｇ／Ｆとし
て計算される（図３のステップＳ９）。
【００１８】以上のような方法によって、所定の放射面
から各面へ光が到達する割合が求められ、面に到達する
光の量を加算する（図１のステップＳ４）。
から各面へ光が到達する割合が求められ、面に到達する
光の量を加算する（図１のステップＳ４）。
【００１９】この値に各面の拡散反射率を乗じた光量
が、その面を光源とする場合の放射する光の量になる
（図１のステップＳ５）。この面では、完全拡散面とみ
なされる。
が、その面を光源とする場合の放射する光の量になる
（図１のステップＳ５）。この面では、完全拡散面とみ
なされる。
【００２０】そこで、図１のステップ１で、この値が最
大の面を探索し、同じ操作を繰り返して光を放射する。
大の面を探索し、同じ操作を繰り返して光を放射する。
【００２１】この際、反射面での放射については、例え
ば、図４に示すように本数を多くすれば誤差も小さくな
るが、例えば光源から2500lm、反射面から500lm、光が
放射される場合、他の面に到達する割合を求める精度と
しては、光源の場合と、反射面の場合では同じでなくて
もよい。精度と本数の関係と放射する光の量から発射に
必要な規定本数を決めることになる。その放射光量が少
ないほど本数を少なくすることが望ましい。このように
して図２のような計算量域内のすべての面の照度，拡散
する光の量がわかる。
ば、図４に示すように本数を多くすれば誤差も小さくな
るが、例えば光源から2500lm、反射面から500lm、光が
放射される場合、他の面に到達する割合を求める精度と
しては、光源の場合と、反射面の場合では同じでなくて
もよい。精度と本数の関係と放射する光の量から発射に
必要な規定本数を決めることになる。その放射光量が少
ないほど本数を少なくすることが望ましい。このように
して図２のような計算量域内のすべての面の照度，拡散
する光の量がわかる。
【００２２】なお、放射光源の光量が最も大きい面を探
索する場合、予め決められた規定値に到達しない面しか
残っていない場合は、そこで、シミュレーションは終了
する（図１のステップＳ２）。
索する場合、予め決められた規定値に到達しない面しか
残っていない場合は、そこで、シミュレーションは終了
する（図１のステップＳ２）。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、放射光量に対応して、放射本数を決定す
るので、精度を比較的保持しながら、計算速度を早くす
ることが出来、照明器具の開発、設置などの設計に役立
つものである。
に、本発明は、放射光量に対応して、放射本数を決定す
るので、精度を比較的保持しながら、計算速度を早くす
ることが出来、照明器具の開発、設置などの設計に役立
つものである。
【図１】本発明の光環境解析方法を示すフローチャート
である。
である。
【図２】本発明の光環境解析方法の対象とする空間模式
図である。
図である。
【図３】本発明の各面への到達光量計算方法を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図４】本発明の光射出本数と誤差との関係を示すグラ
フである。
フである。
【図５】従来の光の到達面における光量を求めるための
フローチャートである。
フローチャートである。
１ 光源 ２ 鏡面 図３のＳ３ 到達面探索ステップ 図３のＳ５ 到達面鏡面反射判定ステップ 図３のＳ６ 鏡面反射強度算出ステップ 図３のＳ７ 反射角度算出ステップ
Claims (2)
- 【請求項１】解析対象の環境空間を形成する面をいくつ
かの面に分割する入力装置を有し，その分割された各面
の中から，光量に関する所定の基準に基づき選ばれた所
定面を光源とする演算装置を有し，その光源から光線を
所定の本数放射し，各光線が到達する面を探索する演算
装置を有し，その面に到達する光の量を，光源から放射
された光量と到達した光の量との比より演算する装置を
有し，前記各面の中から，所定の基準に基づき選ばれた
所定面の到達光量を光源と選択する演算装置を有し，選
ばれた光源から，再度，光線を所定の本数放射し，各光
線が到達する面を探索し，その面に到達する光の量を，
光源から放射された光量と到達した光の量との比より演
算するように，光源を選択し,光線を放射する処理を繰
り返す演算装置を有し，選ばれた光源から放射される光
量が基準より小さくなったことを判断する判断装置を有
し，前記判断基準に基づき，各面の最終的光量を得る光
環境解析装置であって，放射する光の本数を決定する規
定本数手段を備えたことを特徴とする光環境解析装置。 - 【請求項２】 光源、反射壁などの面を分割した光環境
を解析する領域において最も光を放射する量が多い面を
探す放射最大光量探索ステップと、前記放射最大光量探
索ステップで得られた放射最大光量が予め決められた規
定値より大きいか否かを比較する放射最大光量規定値判
定ステップと、探索された面より他の各面への到達光量
を計算する各面への到達光量計算ステップと、前記到達
光量計算ステップで求められた光量を各面にて、それま
でに求められた光量に加算する各面の到達光量加算ステ
ップと、前記到達光量加算計算ステップで求められた光
量にその到達面の拡散反射率を乗ずる放射光量計算ステ
ップとを備え、放射を行った面の放射光量を０にし、再
度前記放射最大光量面探索ステップにて、計算された放
射光量のなかで最も光を放射する量が多い面を探し、以
下同じ操作を繰り返すことによって計算領域のすべての
面の照度、反射光強度等を求め、 前記放射された光が各面へ到達する量を求め加算する際
のステップでは、放射する光の、本数に対応する発射角
度を決める光線発射角度決定ステップと、発射角度に対
応した発射強度を算出する発射強度算出ステップと、発
射された光が到達する面を探す到達面探索ステップと、
到達面にて到達強度を加算する到達強度加算ステップ
と、放射する光があらゆる方向に出されるように決めた
規定本数を発射したかを判定する規定本数判定ステップ
を実行するものであって、前記光線発射角度決定ステッ
プにおける前記本数は、放射する光の量に対応して決め
られることを特徴とする光環境解析方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25353991A JP2747386B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 光環境解析装置及び光環境解析方法 |
| DE69202423T DE69202423T2 (de) | 1991-08-22 | 1992-08-22 | Verfahren und Vorrichtung zur Analyse einer Belichtungsumgebung. |
| EP19920114359 EP0532940B1 (en) | 1991-08-22 | 1992-08-22 | Method and apparatus for analyzing a lighting environment |
| US08/227,331 US5422717A (en) | 1991-08-22 | 1994-04-14 | Method and apparatus for analyzing a lighting environment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25353991A JP2747386B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 光環境解析装置及び光環境解析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0594539A JPH0594539A (ja) | 1993-04-16 |
| JP2747386B2 true JP2747386B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17252780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25353991A Expired - Fee Related JP2747386B2 (ja) | 1991-08-22 | 1991-10-01 | 光環境解析装置及び光環境解析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2747386B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007334851A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-12-27 | Asahi Kasei Homes Kk | 光環境解析用プログラム及び光環境解析装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5422717A (en) * | 1991-08-22 | 1995-06-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for analyzing a lighting environment |
-
1991
- 1991-10-01 JP JP25353991A patent/JP2747386B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007334851A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-12-27 | Asahi Kasei Homes Kk | 光環境解析用プログラム及び光環境解析装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0594539A (ja) | 1993-04-16 |
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