灯具配光计算 夏清明 所谓灯具配光,指的是灯具发光强度的空间分布,通常用若干个具有代表性的平面上,光强值随角度的变化曲线(可在极坐标系或者直角坐标系中给出)来表达,称为配光曲线
灯具的空间光强分布由分布光度计测量得到,原始数据以光强数据表的形式给出
本文以下所有的计算都是以光强数据表为基础而展开的
第一部分 基本计算 1
基本概念、公式 光强:光源在给定方向上单位立体角内所传输的光通量
1 照度:单位面积上所接收得到的光通量
2 亮度:光源在某一方向上,单位投影面积上和单位立体角内所发出的光通量
3 由光强、照度、亮度的定义式,可推导出两个非常重要的公式: 1
5 这两个公式在灯具配光计算中经常要用到
公式中各参量的意义参见图 1
光通量的计算 设想一个闭合球面,灯具位于球心,球的半径等于分布光度计的测试距离
将这闭合球面细分成很多环带
2 所示,介于垂直角度γ1 和 γ2 之间的第 n 个环带所对应的光通量等于 1
1 称为 1
2 总光通量等于 1
4 I1,I2,…I18 分别为对应环带上的平均光强
),…) 图1
3 以(C,γ)坐标系为例,如图1
3 所示,已知光强数据表中四个点(Cm ,γj),(Cm ,γj+1),(Cm +1,γj),(Cm +1,γj+1),现在要求出(C,γ)点的光强值,一次插值公式如下: 1
1 我们令 这里有两个常数 1
3 并且我们注意到 1
4 令 对应于一次插值公式,有 代入式1
5 同样的,有 1
6 最终有 1
7 这里 1
8 当然也可以反过来,先进行γ 角度的插值计算,再进行C 角度的插值计算,结果是一样的
4 再说二次插值,如图1