Virtual Prototyping
Das Virtual Prototyping in der Leuchtenentwicklung versucht in einer frühen Entwurfsphase durch Simulationen ästhetische und technische Aspekte wie Lichttechnik, Statik und Thermik zu analysieren, ohne dass eine reale Leuchte vorhanden ist. Das Verfahren beschleunigt den Entwicklungsprozess und sichert die Entscheidung zwischen Entwurfsalternativen ab.
Leuchten
Simulation
Um einen Leuchtenentwurf in Form und Ästhetik mit bestehenden Produktfotografien in Bezug zu setzen, wird ein Leuchtenmodell in einem virtuellen Fotostudio simuliert. Die reale Beleuchtungssituation des Fotostudios wird in die Software übertragen, indem man das Fotostudio digital in einem HDR Format fotografiert. Eine Spiegelkugel steht dabei an der Position der abzubildenden Leuchte und der Fotograf nimmt mit unterschiedlichen Belichtungszeiten eine Fotoreihe auf. Daraus errechnet ein entsprechendes Bildbearbeitungsprogramm ein High Dynamic Range Image (HDRI). Im Gegensatz zu konventionellen Digitalfotografien lässt sich mit HDRI ein größerer Leuchtdichtekontrast abdecken. Das HDR Bild wird als Umgebung in das Simulationsprogramm importiert und liefert Informationen über Lichtrichtung, Lichtfarben, relative Leuchtdichten, Art der Schatten und Spiegelungen, wie sie im realen Fotostudio vorhanden sind.
Leuchtendesign: ERCO
Simulation: ERCO; Aksel Karcher, Berlin
Reflektor
Durch die Simulation von Reflektoren kann man in kurzer Zeit sehr präzise Aussagen über Lichtverteilungen vornehmen, ohne auf kostenintensive Werkzeuge für Reflektor-Prototypen zurückgreifen zu müssen. Für die Reflektorsimulation werden zunächst die vorgesehenen Lampen im Detail vermessen und den einzelnen Bauteilen der Lampe Leuchtdichten und weitere lichttechnische Eigenschaften zugeordnet. Anschließend definiert man die Geometrie von Lichtaustrittsöffnung und Lampenposition. Ausgehend von einer Reflektor-Grundform verändert der Konstrukteur schrittweise die Kontur des Reflektors, um die gewünschte Lichtverteilung zu erreichen. Nach jeder Änderung der Kontur errechnet das Programm für eine Musterfläche die Beleuchtungsstärke, um die Lichtverteilung beurteilen zu können und erstellt eine Lichtstärkeverteilungskurve der virtuellen Leuchte. Programme zur Reflektorsimulation basieren in der Regel auf dem Raytracing-Verfahren, bei dem die Strahlen von der Lichtquelle ausgehen.
Definition Lampeneigenschaften
Rendering Lampe
Reflektorsimulation
Lichtverteilung auf Testfläche
Lichtverteilungskurve
Anwendung
Die Spherolitreflektoren bestehen aus computerberechneten, sphärisch gewölbten Facetten. Durch die individuelle Radiengebung der einzelnen Facetten lässt sich die Lichtverteilung des Reflektors in weiten Bereichen steuern, ohne die Außenkontur der Reflektoren zu verändern. Geringe Radien für die Wölbung der Facetten erzielen eine eng strahlende Lichtverteilung zur Akzentuierung. Je größer die Wölbung ist, desto breiter ist die Lichtverteilung für eine flutende Beleuchtung. Die identische Außenkontur des Reflektors für unterschiedliche Lichtverteilungen gestattet eine modulare Bauweise der Leuchte.
Leuchtendesign: ERCO
Simulation: ERCO
