CC BY
22УДК 004.94
Технические науки
Мальцева Любовь Олеговна, студент 2 курса магистратуры факультета математики и информационных технологий ФГБОУ ВО «НИ МГУ им. Н.П. Огарева», г.Саранск
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСВЕЩЕНИЯ
Аннотация: В статье рассматривается, что такое компьютерное моделирование, а в частности моделирование освещения. Приводятся примеры программ компьютерного моделирования и программы для проектирования светотехнических приборов.
Ключевые слова: компьютерное моделирование, светотехнические программы, моделирование освещения.
Abstract: The article discusses examples of computer modeling programs, as well as programs for calculating and modeling lighting installations.
Keywords: computer modeling, lighting engineering programs, lighting modeling.
Современный мир немыслим без применения компьютеров. Они используются повсеместно в различных задачах, например моделирование проектов.
Важной особенностью современного моделирование является использование различного рода прикладных пакетов, направленных на проектирование определённых явлений. Существуют его различные среды, характерные для моделирования и анализа специфических задач конкретных областей науки и техники.
На сегодняшний день существует большое количество программных продуктов для реализации задачи построения и исследования компьютерных
моделей. Поэтому в задачи разработчика входит не только сама реализация продукта, но и выбор нужной программы с необходимым набором инструментов, позволяющих достичь поставленной цели.
Из множества различных прикладных программ, в пример возьмем только самые популярные, которые доступны для большинства обычных пользователей.
Sweet Home 3D — бесплатная программа для помощи в оформлении дизайна жилых помещений и проектирования интерьеров, которая не требует специальных навыков [1]. Эту программу используют в особенности те проектировщики, которые не совсем владеют навыками в похожих приложениях. С её помощью можно легко создавать SD-макет или план квартиры, размещая на нем все нужные предметы (окна, двери, мебель и азнообразную фурнитуру). Еднственный минутс программы - это то, что полной документации по использованию не имеется.
В качестве следующего примера создания компьютерной модели познакомимся с проектом под названием Art Project, созданным интернет-корпорацией Google. Этот уникальный проект можно отнести к категории модель-представление. Он позволяет виртуально посетить галереи и музеи и рассмотреть все экспанаты до мельчайших подробностей, которые не доступны даже в реальности. В проекте участвуют такие музеи, как:
1. Берлинская картинная галерея;
2. Метрополитен-музей;
3. Музей современного искусства;
4. Музей исламского искусства;
5. Версальский дворец;
6. Государственный Эрмитаж;
7. Музей Орсе;
8. Музей Ван Гога.
Пользователи могут не только перемещаться по галереям и рассматривать экспонаты, но также отвельно искать произведения искусства по названию или
имени художника. Есть возможность ставнивать эскизы и готовые полотна, и рассматривать всё в сверхчетком разрешении.
Развитие компьютеров и моделирования затронуло оживленно развивающуюся область как световой дизайн. Появилось новое направление -компьютерное моделирование освещения. Оно стало революционным в современном световом дизайне. Данное направление позволило не только уменьшить трудовые затраты при проектных работах, но и повысить качество проектирования освещения.
Перед светотехниками, появляются новые задачи. Одной из них является проблема выбора светотехнической программы, потому что расчеты освещения и их моделирование занимают весьма значительную часть технических документов. При выборе нужной программы надо обращать внимание на основные факторы, влияющие на результат - это сложность и тип осветительной установок; тип или разновидность объекта освещения (интерьер, ландшафт, архитектура и пр.); требуемые входные и выходные расчетные данные. Перечисленные факторы считаются основными, потому что от них зависит правильность установленной проблемы при выборе программы и её дальнейшем решении проектировщиком.
Компьютерное моделирование освещения основано на физически и математически верном моделировании [2]. Уравнения для физического моделирования не имеют точного аналитического решения, и тогда используются приближенные методы вычисления.
Математическое моделирование состоит в том, чтобы посчитать зависимость размеров помещения и его предназначением. Также для оптимального расположения необходимо учитывать: сколько окон в помещении, проходное ли оно или нет. Ведь для каждого вида помещения нужно своё освещение.
Для того чтобы определить целесообразность и достаточность установки световых приборов, необходимо выполнять расчёты освещения. Вычисления можно производить как вручную, так и с помощью специальных программ, они
упрощают и ускоряют процесс на этапе проектирования. На сегодняшний момент существует достаточно большое количество таких программ. Самыми известными из них считаются - Dialux, Relux и LightScape.
Dialux - одна из самых функциональных компьютерных программ для выполнения светотехнических расчетов и инженерного проектирования [3]. Эта программа распространяется бесплатно. На сегодняшний день в Dialux можно проектировать не только внутреннее, но и внешнее освещение.
Основные функции Dialux:
- создание видеоклипов проекта освещения;
- создание трехмерного рисунка помещения;
- расчет сложных светотехнических расчетов
- и др.
С выходом новой версии добавились и некоторые приятные вещи, например, проектирование двух разных помещений одновременно на одном листе, или добавление светильников в уже существующий проект, где программа сама вносит соответствующие корректировки.
Сегодня Dialux является одной из наиболее распространенных утилит для расчета освещения среди софта такого рода.
Следующая программа - это программа Relux Professional 2007 [4]. Она является частично платным программным продуктом швейцарской компании Relux Informatic AG. Программа имеет большую базу уже готовых фотографий светильников, что может значительно упростить работу проектировщика.
Relux Professional 2007 в состав основного программного пакета входят еще две подпрограммы (Plugin): Relux Vision и ReluxCAD.
Relux Vision - это визуализация проекта, а также она позволяет делать комбинированное освещение.
Подпрограмма ReluxCAD может совмещать работу вместе с программой AutoCAD. Расчеты в ReluxCAD переносятся в AutoCAD, а схемы и чертежи из AutoCAD переносятся в ReluxCAD без каких-либо потерь или смещения размеров и стилей.
В программе имеется возможность выбрать один из семнадцати языков интерфейса программы и выходных данных, присутствует и русский язык.
И наконец, LightScape. LightScape — это инструмент для профессиональных дизайнеров, которые с помощью визуализации и моделирования получают точное представление о том, как должен выглядеть готовый проект с реальными светильниками и реальными материалами [5]. В программе можно визуализировать не только прямое освещение, но и «мягкое» или рассеянное.
В Lightscape достаточно много функций - это и настройка фокусного расстояния, и предварительный просмотр, и расчет световых установок по их реальным показателям и физическим свойствам, и обширная библиотека источников света и материалов.
Lightscape также используется художниками цифровой графики для облегчения процесса освещения. Lightscape предназначен в основном для рынка дизайнеров и архитекторов. Во вторую очередь — это разработчики игр.
Как мы видим, есть достаточно большое количество программ для моделирования освещения и про них можно рассказывать ещё очень долго. Но развитие компьютеров и в особенности источников освещения не стоит на месте. Светотехнические приборы совершенствуются постоянно. Появляется что-то новое или изменяется старое. И такое развитие несёт за собой изменение специальных светотехнических программ для компьютерного моделирования.
В итоге можно сделать вывод, что компьютерное моделирование освещения будет востребовано не только какими-то крупными компаниями, но и обычными людьми. Ведь программы позволяют упростить не только какую-либо визуальную состовляющую проекта, но и в общем саму его разработку.
Библиографический список:
1. Аналоги программы Sweet Home 3D: сайт дизайн интерьера 3D. -2018 [Электронный ресурс]: [Б. м.: б. и.], [20 -]. - Режим доступа:
https://interior3d.su/analogi-programmy-sweet-home-3d.php (дата обращения 16.09.2021).
2. Компьютерное моделирование освещения: сайт Light Online. - 2009 [Электронный ресурс]: [Б. м.: б. и.], [20 -]. - Режим доступа: https://lightonline.ru/svet/articles/ComputerModeling.html (дата обращения 17.09.2021).
3. Программа Dialux для расчета и проектирования освещения: сайт Школа для электрика. - 2021 [Электронный ресурс]: [Б. м.: б. и.], [20 -]. -Режим доступа: http://electricalschool.info/main/lighting/1703-programma-dialux-dlja-raschjota-i.html (дата обращения 20.10.2021).
4. Программы для светотехнических установок: сайт Проектируем электрику вместе. - 2016 [Электронный ресурс]: [Б. м.: б. и.], [20 -]. - Режим доступа: http://vgs-design-el.blogspot.com/2016/04/blog-post.html (дата обращения 20.10.2021).
5. Lightscape светодизайн: сайт ExpertUNION. - 2008 [Электронный ресурс]: [Б. м.: б. и.], [20 -]. - Режим доступа: http://expertunion.ru/programmyi/lightscape.html (дата обращения 15.09.2021).
