01 摘要

本文介紹室內照明（天花板頂燈），在室內人眼所看到的情況的模擬示例。

上一篇文章中，我們創建了照亮房間的照明部分。

我們將從創建家具開始。

02 家具制作

使用Part Desginer功能創建房間家具。

下面是沙發的示例。?同樣，創建（帶電視支架）電視、窗簾、桌子和椅子。

各自創建膜層數據。

反射率可以自由設置。

下面是用于沙發的示例。

同樣，創建多個膜層。

這里創建的膜層，分配如下。

Sofa：沙發和椅子的座位部分。

WOOD：桌子、椅子和電視支架。

Curtain：窗簾。

各波長對應的反射率如下圖所示。

◆Sofa

◆WOOD

◆Curtain

03?對物體表面進行分組

在“分析”選項卡的物體編輯器中打開物體。

將使用同一膜層的表面轉換為同一面組。

通過為每個面組設置膜層屬性，可以省去為每個表面設置的麻煩。

通過如上的設置，椅子的面0使用WOOD膜層，Lambertian 散射。

04?模擬人眼在室內所見

人眼所見的模擬方法如下：

使用鏡頭。

使用RayRotator。

但是，如果使用透鏡，由于景深較淺的緣故，整個房間因為離焦無法反射成清晰像。要實現模擬是困難的。?另外，使用 RayRotator 時，需要將光源放在相機內部，無法顯示安裝在室內的光源照亮室內的亮度情況。

因此，像針孔照相機那樣景深深，光源可以放置在相機外部的方式進行模擬。

下圖是非序列元件編輯器中的信息。

Object１：光源。　　　　

Object２：通過（顏色）探測器探測圖像。　　　　

Object３：針孔相機的外殼。　　　

Object 4：0.2mm×0.2mm 物體。使用重點采樣，因此十分重要。　　

Object 5- 10　：房間四周的墻壁。

Object 12-16：設置的家具。

相機部分的設定如下所示。

物體2是探測器物體。

物體 4 設置為非常小的矩形。

然后，在“重點采樣”中，光線指向該物體后匯集，并記錄在探測器中。

只有通過物體4光線才能到物體3（物體3是相機外殼），為設置光線不直接進入探測器，物體3屬性為吸收。

該方法與針孔相機原理相同，它就像在探測器上投射室內圖像一樣。

從物體 3 到探測器的距離會影響透視。?越短，透視就越突出。

在此示例中設置為 50mm，在此情況下，透視感自然。

物體４作為散射表面，設置重點采樣。

這樣，被照射的物體上散射的所有光線都可以指向物體 4。

然而，這種情況下，墻壁和地板上反射的光不能再次照亮房間。

因此，我們將散射在墻壁和天花板上的光線分成兩條。

兩條中的一條定向到物體 4，剩下的一條不指定方向。

這樣的光線成為散射光，再次照亮房間。

在系統選項中將非序列設置進行更改。理由如下：

到達探測器的光的能量很小，因此調整ZUI小相對光強度。

散射在房間的墻壁、物體上的光線很多，需要加以限制。

將光線的ZUI大相交限制為 15 。?當來自光源的光與物體相交超過 15 次時，光線追跡將中斷。

光源→墻面→墻面→墻面→墻面→墻面→墻面→墻面→墻面→墻面→墻面→墻面→墻面→物體4→探測器

墻壁ZUI多反射13 次。

由于墻面的反射率設置為 65%，因此強度比約為?(0.65) ^ 13 = 0.3%。

也就是說，在該模擬中，對于到達探測器的光線，強度小于?0.3%?的那些光線將被忽略。

設置現已完成。

下圖顯示了來自光源的一根光線在房間內的傳播。可以看到，其中一根被split到相機上，另一根在房間里散射。

光線數為 1 億條，用于光線跟蹤。

運行追跡的電腦規格

CPU：11th Gen Intel(R) Core(TM) i7-11850H @ 2.50GHz ? 2.50 GHz

RAM：32.0 GB　光線追跡要2小時。

測試2?(OpticStudio 22.2)

CPU: 11th Gen Intel(R) Core(TM) i7-11850H @ 2.50GHz?? 2.50 GHz

RAM: 64.0 GB ?光線追跡11.878 min 。

由于閾值的設置導致能量損失幾乎不存在，我認為模擬還算準確。

檢查探測器后，可以看到房間如何被天花板頂燈照亮。

電視和沙發下面有陰影，墻壁和地板的中心很亮。

我認為這與查看照度分布時是一樣的。

此外，室內和家具定義了光譜反射率。?因此，也反映光源光譜的準確顏色表示。

審核編輯：劉清