Lighttools5(十三)接收器1

LightTools5（十三）接收器1一、接收器在Lighttools模拟照明系统中，软件利用线条模拟光通量在空间中的分布，因此某个区域内的线条数量代表了这个区域内的光通量，线条的方向代表射线的方向。为计算区域内的射线数量和方向，要使用接收器。种类一、表面接收器，二、远场接收器——无限远场接收器——有限远场接收器二、表面接收器在任何一个3D模型表面或虚拟平面表面安装，用来计算到达该表面的光通量。可以计算照度、亮度等光学量。接收方向：双向（设计者自行修正）。放置方式：（1）点击命令面板相应命令，再在工作窗口中点击要添加的元件表面；（2）点击选择任意一个表面，右击鼠标后选择“加载接收器”（AddReceiver）。效果图虽然接收器标志是一个倒立的金字塔，塔尖在表面中心，但实际大小和该平面大小相等。要选择时可以点击这个金字塔。每个表面可以加多个接收器互相重叠。修改平面将一个接收器安置在某个元件表面上后，修改该元件的大小、方向等几何参数后，接收器不会马上跟着修改。必须在进行下一个模拟操作时才会移动到相应位置。接收器所在元件表面位置被修改过。经过模拟操作后，接收器移动到所在的元件表面。练习一：平面接收器在一个点光源下设置四个接收器如图所示，执行射线模拟观察四个接收器上的光通量多少。将四个透镜改为正对光源，再观察四个接收器光通量的多少。侧视图俯视图模拟计算和观察效果操作见下页10mm8mm30mm模拟操作（一）1、设置好光源和接收器（两者缺一不可）；2、点击菜单命令SetupSimiluation。3、再次打开Illumination菜单，点击SimulationInfo..命令，设置模拟过程参数；模拟操作（二）执行模拟使用的射线数量。数量越大，模拟效果越接近真实情况，但计算时间越长。能量临界值：当模拟射线传播过程中能量衰减到临界值以下就停止模拟选择是否显示模拟射线。在早期可以用少量射线（几千条以下）模拟直观检查设计过程。更新信息选择：每完成一半或四分之一的射线模拟就更新数据。模拟操作（三）模拟射线总是为10000条，选择每四分之一更新一次信息，则模拟计算2500条就更新一次信息。如果计算机运行较快则左下的对话框一闪而过。模拟射线数量较多时（10万条以上），左边所示的对话框出现时间较长，下边的数据会依次更新25000,50000,75000,100000。中途随时可以按下边的按钮暂停。模拟操作（四）设置完毕后点击工具栏的“模拟运算”命令。执行一次模拟运算后如果各项参数没有修改，可能无法重新运算相同的操作。如果仍然要进行相同的操作可以使用Illumination菜单中的RerunSimulation命令。观察数据使用Illumination菜单的IlluminanceDisplay命令可以采用不同的方式观察数据。现在使用图标模式RasterChart。练习二：朗伯光源设置一个面光源向正下发光，发光面为4*4mm2的正方形（其他面不发光）。在下方10mm处设置三个大小相同、在同一个水平面上的接收器（和前图类似）。接收器直径为5mm，水平距离相距30mm。观察三个接收器上的照度。接收方向面接收器：可以接收来自任一个方向的射线。射线无论从放置接收器的正面或背面照射到平面上（入射或出射）都会被接收器记录。当射线反复经过一个面接收器时，其能量会反复计算，在计算时必须由设计人员自行考虑这一点。特点面接收器必须安放在某个透镜或3D元件的表面，不可能单独存在。因此面接收器没有特定的大小。面接收器由若干矩形网格组成，因此加载在矩形表面上利用效率最高。当加载在其他表面上时，自动扩充到覆盖整个表面。但数据显示也许不完整。元件表面形状接收器边界显示数据边缘特点当附近没有合适的元件表面时，可以加载一个虚拟平面作为面接收器的载体。三、亮度计在单位面积或单位立体角上的光通量的多少可以用亮度表示。面接收器上可以增加一个亮度计，通过计算某个面积或立体角内射线的数量来计算光亮度。主要有角度亮度计和空间亮度计。空间亮度计Spatial角度亮度计Angular（一）、空间亮度计安置方式1、点击选择要安装亮度计的接收器；2、点击空间亮度计相关命令；3、设置亮度计的中心相对于接收器的坐标位置；4、设置亮度计的孔径（光圈半径）。效果图光圈参数光圈半径光圈光圈到接收器距离说明：亮度计以光圈为底面，表面一点为顶点形成一个光锥。在光锥内部的射线将会被记录下来作为立体角内的光通量。光锥对应的空间为立体角大小，亮度为两者的比值。虽然在工作窗口中只显示一个光圈，但实际上接收器的每个网格（Bin）都有一个光圈以及相应的光锥。光圈属性设置2、光圈到接收器的距离（不能修改）。4、光圈面的经纬度（用于修改方向）。3、光圈的半径和光锥的半角度。5、立体角大小（由前面的参数决定，只能观察，不能修改）。1、固定光圈选项。1、半径设置光锥切面半角度θ=arctg(2/5.16526)=acrtg0.3872022=21.166radius=2distance=5.1652621.17练习：空间亮度计一、设置一个接收器，接收器表面距离5mm处有一个亮度计，形成的光锥半强角为30°。二、设置一个亮度计，到接收器表面距离为4mm。形成的立体角为1。亮度计命令行设置参考2、方向设置——纬度纬度表示绕表面上的轴转过的角度。最大值为89.90度。3、方向设置——经度经度表示绕表面上的法线转过的角度。表面法线经度（纬度=60°）练习在一个表面上设置两个接收器，每个接收器设置一个亮度计，光圈半径和到表面距离相同。光圈的纬度相同，经度相反。两个光圈相切。4、固定光圈接收器的每个网格各自使用一个光圈做亮度计接收器的所有网格共同使用一个光圈做亮度计不适用情况：光圈过大、过于靠近接收器表面角度亮度计收集从接收器上的一个指定的正方形面发射到一个局部半球面的射线的亮度数据。命令：首先指定发光面（反光面）的发光矩形的位置和大小。系统自动生成一个包围矩形的半球形，用于接收从刚才确定的矩形区域内出射的射线。角亮度计给出的是亮度的平均值。四、远场接收器围绕整个模型或者模型一部分的球形接收器。入射到远场接收器上的射线，只有关于它的方向余弦数据才被接收器收集。无限远场：半径为无限远的球形接收器。有限远场：半径为有限长度的球形接收器。这个接收器只收集接收器半径范围内、向外射到接收器上的射线。放置接收器无限远场接收器：右击空白区域选择“加载远场接收器”（AddFarFieldReceiver）。有限远场接收器：点击命令面板上的命令，设置中心和半径。特点无限远场接收器无需决定半径和位置，它默认为包含模型中所有元件，会随着元件位置和大小而自行调节显示方式，但实际大小为无穷大。有限远场接收器需要画出球心位置和半径。特点面接收器必须安放在某个透镜或3D元件的表面，不可能单独存在。当附近没有合适的元件表面时，可以加载一个虚拟平面作为面接收器的载体。无限远场接收器无需决定半径和位置，它默认为包含模型中所有元件，会随着元件位置和大小而自行调节显示方式，但实际大小为无穷大。有限远场接收器需要画出球心位置和半径。设定单位辐射度单位：瓦/长度单位平方；亮度学单位：尼特。接收器的大小和形状面接收器：面接收器只有特定形状（矩形），而没有特定的尺寸（大小）。当面接收器所附着的平面不是矩形时，接收器会调整大小直到正好把整个平面包括在内。读取数据时要注意这一部分是没有照度的。元件表面是圆形接收器形状是矩形，大小正好包含元件表面。接收器照度数据第十三章完附录设有空间两点，若以P1为始点，另一点P2为终点的线段称为有向线段.通过原点作一与其平行且同向的有向线段.将与Ox,Oy,Oz三个坐标轴正向夹角分别记作α,β,γ.这三个角α,β,γ称为有向线段的方向角.其中0≤α≤π,0≤β≤π,0≤γ≤π.若有向线段的方向确定了，则其方向角也是唯一确定的。返回LRθtgθ=R/Lθ=arctgR/L=arctg0.4=21.80度返回LRθS=2πR2（1-cosθ）Ω=S/R2=2π(1-cosθ)Ω=S/L2=πR2/L2=π（40/100）2=0.5022π(1-cos21.8)=？0.449接受面亮度计返回