JPH05210345A - 照明運用シミュレーション装置 - Google Patents

照明運用シミュレーション装置

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JPH05210345A
JPH05210345A JP1535392A JP1535392A JPH05210345A JP H05210345 A JPH05210345 A JP H05210345A JP 1535392 A JP1535392 A JP 1535392A JP 1535392 A JP1535392 A JP 1535392A JP H05210345 A JPH05210345 A JP H05210345A
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JP
Japan
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illuminance
unit
virtual sphere
illumination
calculating
Prior art date
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Pending
Application number
JP1535392A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoaki Shikakura
智明 鹿倉
Tomoko Kotani
朋子 小谷
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シミュレーション装置により、照明空間A内
の光の流れや照度を、立体的に可視化する。 【構成】 照明空間A内に3次元格子点Gを設定する。
格子点Gを中心に仮想球体Bを設定する。仮想球体Bの
表面上の照度を計算する。算出した照度分布に対応し
て、仮想球体Bの表面を色分けする。 【効果】 仮想球体Bの表面の色分け状態から、光の流
れや照度を立体的に確認できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、照明空間内の光の流れ
等の照明状態を可視化する照明運用シミュレーション装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】照明空間における照明の役割を評価する
のに、照明空間内の照明状態を可視化して表現すること
が理解しやすく、この照明状態の可視化については、照
明学会誌(昭和54年、第63巻、第7号)「照明空間
における照明ベクトルと光束密度」に記載されているよ
うに、スカラ照度と照度ベクトルとで表現することが知
られている。
【0003】すなわち、図11に示すように、照明空間
内の任意の位置でのスカラ照度をその位置を中心とした
円(円の面積がスカラ照度と対応している)で表現する
とともに、この円上に照度ベクトルを矢印で表現するよ
うにしている。
【0004】また、図12に示すように、照明空間の平
面を矩形の網目に分け、それぞれの中心における鉛直面
照度を4方向の照度ベクトルの矢印で示し、その4方向
の矢印の先端を結んで極座標レーダーチャート的に表現
するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、スカラ照度を
円で、照度ベクトルを矢印で表現する場合、それらの円
と矢印との表示だけでは、平面的であり、空間における
照明状態を判断しにくい。しかも、照度ベクトルで光の
流れを示すが、照度ベクトルだけで表示すると、180
゜反対方向から同じ照度で照明されたとき、照度ベクト
ル=0となってしまう問題がある。
【0006】また、4方向の照度ベクトルの矢印で表現
する場合も、平面的であり、照度ベクトルの方向も4方
向と少ないために、照明状態を判断しにくい。
【0007】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、光の流れを可視化し、照明空間内の照明状態を
容易に判断することができるようにした照明運用シミュ
レーション装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、照明
空間の照明条件を入力する入力手段と、前記照明空間形
状を小面積単位の単位表面に分割する分割手段と、前記
単位表面の照度を前記照明条件に基づいて計算する単位
表面照度計算手段と、前記照明空間内に3次元格子点を
設定する格子点設定手段と、前記格子点を中心とする仮
想球体を形成する仮想球体形成手段と、前記仮想球体の
表面上における照度を前記各単位表面の照度値に対応し
て計算する仮想球体照度計算手段と、前記仮想球体の全
表面について算出された照度を加算して総合的な照度を
計算する仮想球体総合照度計算手段と、前記仮想球体の
表面の照度分布に対応して色分けする照度分布色分手段
とを具備したものである。
【0009】請求項2の発明は、照明空間内の照明条件
を入力する入力手段と、前記照明空間形状を小面積単位
の単位表面に分割する分割手段と、前記単位表面の照度
を前記照明条件に基づいて計算する単位表面照度計算手
段と、前記照明空間内に3次元格子点を設定する格子点
設定手段と、前記格子点を中心に等立体角に分割し照度
ベクトルを計算する方向を設定する照度ベクトル計算方
向設定手段と、前記各方向に対し照度ベクトルの大きさ
を前記各単位表面の照度値に対応して計算する照度ベク
トル計算手段と、前記隣接する照度ベクトルの先端間を
結んで閉面体を形成する閉面体形成手段とを具備したも
のである。
【0010】
【作用】請求項1の発明では、照明空間内の3次元格子
点に仮想球体を設定し、この仮想球体の表面上の照度を
計算し、算出された照度分布に対応して仮想球体の表面
を色分けするため、光の流れや照度が立体的に可視化さ
れる。
【0011】請求項2の発明では、照明空間内の3次元
格子点を中心とした等立体角ごとの照度ベクトルを計算
し、隣接する照度ベクトルの先端間を結んで閉面体を形
成するため、閉面体の膨らみ方向や体積により、光の流
れや照度が立体的に可視化される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例の構成を図1ないし
図4を参照して説明する。
【0013】図1は照明運用シミュレーション装置のシ
ステム構成を示し、入力手段1と、計算手段2と、出力
手段3とから構成されている。
【0014】前記入力手段1は、例えば図3に示すよう
な直方体状の照明空間Aの模擬形状データや、光源の位
置、光束、配光等の照明条件を入力する。これらのデー
タや条件は、キーボード、マウス、デイタイザ等によっ
て入力したり、データや条件がデータベース化されてい
れば、そのデータベースからフロッピーディスク等の記
録媒体やオンラインで入力する。
【0015】前記計算手段2は、入力されたデータや条
件に基づいて、照明空間A内の照明状態をシミュレーシ
ョンするコンピュータグラフィクス装置からなる。そし
て、この計算手段2は、以下の各手段をソフトウエアと
して備えている。
【0016】照明空間Aの表面形状を、四角形や三角形
等の小面積単位毎の単位表面に分割する分割手段11。各
単位表面毎の照度を、光源の位置、光束、配光等の照明
条件に基づいて計算する単位表面照度計算手段12。照明
空間A内に複数の3次元格子点Gを設定する格子点設定
手段13。格子点Gを中心とする仮想球体Bを形成する仮
想球体形成手段14。仮想球体Bの表面上における照度を
各単位表面の照度値に対応して計算する仮想球体照度計
算手段15。仮想球体Bの全表面について算出された照度
を加算して総合的な照度を計算する仮想球体総合照度計
算手段16。仮想球体Bの表面の照度分布に対応して色分
けする照度分布色分手段17。
【0017】前記出力手段3は、計算手段2で作成され
た画像を、映像として表示するカラーモニタや、プリン
トアウトするカラープリンタ等からなる。
【0018】次に、図4のフローチャートを参照して、
計算手段2による計算動作を説明する。
【0019】まず、分割手段11の機能により、照明空間
Aの表面形状を、四角形や三角形等の小面積単位毎の単
位表面に分割する(ステップ1)。単位表面照度計算手
段12の機能により、各単位表面毎の照度を、光源の位
置、光束、配光等の照明条件に基づいて計算する(ステ
ップ2)。
【0020】また、格子点設定手段13の機能により、照
明空間A内の複数の3次元位置に格子点Gを設定する
(ステップ3)。仮想球体形成手段14の機能により、各
格子点Gを中心とする仮想球体Bをそれぞれ形成する
(ステップ4)。
【0021】次に、仮想球体照度計算手段15の機能によ
り、各仮想球体Bの表面上の各計算点における照度を、
各単位表面を光源としてそれぞれ計算する(ステップ
5)。なお、計算点は、仮想球体Bの全表面上に多数あ
る。
【0022】さらに、仮想球体総合照度計算手段16の機
能により、各仮想球体Bの全表面について算出された照
度を加算して、各仮想球体Bの表面上の総合的な照度を
計算する(ステップ6)。
【0023】そして、照度分布色分手段17の機能によ
り、各仮想球体Bの表面の照度分布に対応して色分けす
る(ステップ7)。例えば図2に示すように、照度分布
500〜600ルックスの範囲aを白、400〜500
ルックスの範囲bを赤、300〜400ルックスの範囲
cを黄、200〜300ルックスの範囲dを緑、100
〜200ルックスの範囲eを青、0〜100ルックスの
範囲(図示せず)を黒とする。
【0024】このように色分けされる仮想球体Bは、光
源L(単位表面)に対向する部分の照度が最も高くて円
形で表現され、照度分布が低くなるにしたがって順次リ
ング状で表現され、光の流れ方向および照度値が立体的
に表現される。
【0025】そして、計算手段2でシミュレーションさ
れた結果は、出力手段3により、例えは図3に示すよう
に表示される。そのため、照明空間A内の光の流れが多
数の仮想球体Bにより立体的に可視化され、照明空間A
内の照明状態を容易に判断することができる。
【0026】次に、本発明の他の実施例を図5ないし図
10を参照して説明する。なお、前記実施例と同一構造
については同一符号を用いてその説明を省略する。
【0027】この実施例の計算手段2は、以下の各手段
をソフトウエアとして備えている。照明空間Aの表面形
状を、四角形や三角形等の小面積単位毎の単位表面に分
割する分割手段11。各単位表面毎の照度を、光源の位
置、光束、配光等の照明条件に基づいて計算する単位表
面照度計算手段12。照明空間A内に複数の3次元格子点
Gを設定する格子点設定手段13。格子点Gを中心に等立
体角に分割し、照度ベクトルを計算する方向を設定する
照度ベクトル計算方向設定手段21。各照度ベクトルの大
きさを各単位表面の照度値に対応して計算する照度ベク
トル計算手段22。隣接する照度ベクトルEの先端間を結
んで閉面体N(図8に示す)を形成する閉面体形成手段
23。閉面体Nの表面を曲面に近似するように閉曲面体M
(図9に示す)を形成する閉曲面体形成手段24。
【0028】そして、図10のフローチャートを参照し
て、計算手段2による計算動作を説明する。
【0029】まず、分割手段11の機能により、照明空間
Aの表面形状を、四角形や三角形等の小面積単位毎の単
位表面に分割する(ステップ11)。かつ、単位表面照度
計算手段12の機能により、各単位表面毎の照度を、光源
の位置、光束、配光等の照明条件に基づいて計算する
(ステップ12)。
【0030】また、格子点設定手段13の機能により、照
明空間A内の複数の3次元位置に格子点Gを設定する
(ステップ13)。
【0031】次に、照度ベクトル計算方向設定手段21の
機能により、各格子点Gを中心に等立体角に分割した照
度ベクトルを計算する方向を設定する(ステップ14)。
かつ、照度ベクトル計算手段22の機能により、各方向の
照度ベクトルEの大きさを、各単位表面を光源としてそ
れぞれ計算する(ステップ15)。
【0032】そして、閉面体形成手段23の機能により、
図8に示すように、隣接する各照度ベクトルEの先端間
を結んで閉面体Nを形成する(ステップ16)。
【0033】さらに、閉曲面体形成手段24の機能によ
り、図9に示すように、閉面体Nの表面を曲面に近似す
るように閉曲面体Mを形成する(ステップ17)。
【0034】このように形成された閉曲面体Mは、光源
L(単位表面)に対応する方向に膨らんで表現され、そ
の体積で照度が表現されるため、光の流れ方向および照
度値が立体的に表現される。
【0035】そして、計算手段2でシミュレーションさ
れた結果は、出力手段3により、例えは図6に示すよう
に表示される。そのため、照明空間A内の光の流れが多
数の閉曲面体Mにより立体的に可視化され、照明空間A
内の照明状態を容易に判断することができる。
【0036】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、照明空間内の
3次元格子点に仮想球体を設定し、この仮想球体の表面
上の照度を計算し、算出された照度分布に対応して仮想
球体の表面を色分けするため、光の流れや照度が立体的
に可視化でき、照明空間内の照明状態を容易に判断する
ことができる。
【0037】請求項2の発明によれば、照明空間内の3
次元格子点を中心に等立体角に分割し、その方向の照度
ベクトルの大きさを計算し、隣接する照度ベクトルの先
端間を結んで閉面体を形成するため、閉面体の膨らみ方
向や体積により、光の流れや照度を立体的に可視化で
き、照明空間内の照明状態を容易に判断することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の照明運用シミュレーション装置の一実
施例を示す構成図である。
【図2】仮想球体の説明図である。
【図3】照明空間の照明状態の表示例を示す説明図であ
る。
【図4】計算手段の計算動作を説明するフローチャート
図である。
【図5】本発明の照明運用シミュレーション装置の他の
実施例を示す構成図である。
【図6】照明空間の照明状態の表示例を示す説明図であ
る。
【図7】照度ベクトルの形成の説明図である。
【図8】閉面体の形成の説明図である。
【図9】閉曲面体の形成の説明図である。
【図10】計算手段の計算動作を説明するフローチャー
ト図である。
【図11】従来の照明状態の表示例を示す説明図であ
る。
【図12】従来の照明状態の他の表示例を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
1 入力手段 11 分割手段 12 単位表面照度計算手段 13 格子点設定手段 14 仮想球体形成手段 15 仮想球体照度計算手段 16 仮想球体総合照度計算手段 17 照度分布色分手段 21 照度ベクトル計算方向設定手段 22 照度ベクトル計算手段 23 閉面体形成手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 照明空間の照明条件を入力する入力手段
    と、 前記照明空間形状を小面積単位の単位表面に分割する分
    割手段と、 前記単位表面の照度を前記照明条件に基づいて計算する
    単位表面照度計算手段と、 前記照明空間内に3次元格子点を設定する格子点設定手
    段と、 前記格子点を中心とする仮想球体を形成する仮想球体形
    成手段と、 前記仮想球体の表面上における照度を前記各単位表面の
    照度値に対応して計算する仮想球体照度計算手段と、 前記仮想球体の全表面について算出された照度を加算し
    て総合的な照度を計算する仮想球体総合照度計算手段
    と、 前記仮想球体の表面の照度分布に対応して色分けする照
    度分布色分手段とを具備したことを特徴とする照明運用
    シミュレーション装置。
  2. 【請求項2】 照明空間内の照明条件を入力する入力手
    段と、 前記照明空間形状を小面積単位の単位表面に分割する分
    割手段と、 前記単位表面の照度を前記照明条件に基づいて計算する
    単位表面照度計算手段と、 前記照明空間内に3次元格子点を設定する格子点設定手
    段と、 前記格子点を中心に等立体角に分割し照度ベクトルを計
    算する方向を設定する照度ベクトル計算方向設定手段
    と、 前記各方向に対し照度ベクトルの大きさを前記各単位表
    面の照度値に対応して計算する照度ベクトル計算手段
    と、 前記隣接する照度ベクトルの先端間を結んで閉面体を形
    成する閉面体形成手段とを具備したことを特徴とする照
    明運用シミュレーション装置。
JP1535392A 1992-01-30 1992-01-30 照明運用シミュレーション装置 Pending JPH05210345A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6826519B1 (en) 1999-11-11 2004-11-30 Fujitsu Limited Optical path simulation CAD system and method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6826519B1 (en) 1999-11-11 2004-11-30 Fujitsu Limited Optical path simulation CAD system and method

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