Сообщений в теме: 63

[Starcomputer]

Небольшая программка для проектирования рефлектора (отражателя) для трубчатых ЛЛ ламп.
Что она может:
Строит прямые (красные) лучи от лампы (считаем лампу за точечный источник света) до рефлектора и отраженные (синие) лучи (в том числе множественные отражения).
Можно задавать:
- габариты рефлектора (20...200 мм ширина с шагом 2 мм и 10...100 мм высота с шагом 1 мм);
- расстояние от лампы до рефлектора (10...50 мм с шагом 1 мм).
Форма рефлектора - пока только парабола.
Есть возможность сохранить изображение (предварительно отключив показ сетки, лампы, лучей если это нужно) в формате BMP.
Шаг сетки где-то 10 мм (точно не выходит, т. к. дюйм это 25.4 мм, плюс разрешение экрана очень разное и не кратное 25.4 бывает, а для масштабирования можно использовать только целые числа), поэтому после сохранения изображения лучше открыть его каким-то редактором и подкорректировать размеры масштабированием в редакторе.
Программа наверняка еще сырая, так что все замечания и предложения приветствуются
Если смогу - сделаю.
Предложения "а нарисовать отражение лучей вот так ..." не принимаются. Отражение не рисуется, а строится. На экране это уже визулизация математики.

Прикрепленные изображения

• 

Прикрепленные файлы

•  Reflektor.zip   223,63К   1965 скачиваний

[DNK]

Строит прямые (красные) лучи от лампы (считаем лампу за точечный источник света)

Программа наверняка еще сырая, так что все замечания и предложения приветствуются

Программа хорошая и многим будет полезна. Но полагаю серьезной ошибкой принимать к расчету лампу как точечный источник света. При попытке сделать компактный отражатель, и/или приблизить лампу к нему, значительная часть света вернется обратно в лампу. Проще говоря - исчезнет. Это может быть даже более трети всего света! Именно поэтому хороший отражатель делают в виде логотипа Макдональдса, ему эти проблемы свойственны в куда как меньшей степени, чем обычной параболе. Но он и делается труднее. Поэтому если уж делать параболу, то с расчетом того, чтобы самозатенение лампы было минимально. Прошу вас, учтите размеры лампы. Хорошо бы сделать опции - Т4, Т5, Т8. Т12 я думаю уже нет смысла делать

[Sleepy]

Сергей, СПАСИБО!

Дмитрий - согласен.
Думаю, что у Сергея уже есть достаточное кол-во кода, который уже несложно модицифировать и сделать отражатель для неточечного источника света с параболическим отражателем.

Чтобы сделать "макдональдс" - чуть сложнее, но тоже вполне можно. Надо просто активнее Сергея подбивать.

[Starcomputer]

Именно поэтому хороший отражатель делают в виде логотипа Макдональдса, ему эти проблемы свойственны в куда как меньшей степени, чем обычной параболе. Но он и делается труднее.

Этот отражатель у нас на форуме носит название IgLa, по нику его разработчика Сейчас занимаюсь этим. Еще будет добавлена форма трапеции (хоть и устаревшая форма, но многие еще пользуются).
А вот как учесть размер лампы я честно говоря не понимаю. Если вести расчеты из того, что лампа это НЕ точечный источник света, то быстро залезем в такие дебри .....

[DNK]

Мне кажется что для отраженных лучей надо рассматривать диаметр трубки как абсолютно черное тело, то есть черную дыру. Какой луч коснулся её - тот не считается далее, пропадает. Кстати, сколько много этих лучей, видно уже и на приведенной картинке. Хоть рефлектор и большой и расстояние до лампы тоже, все равно изрядное количество лучей проходит вблизи или через оранжевое "облачко" в центре, которое, как я понимаю, заметно меньше диаметра трубки.

[Sleepy]

Мне кажется что для отраженных лучей надо рассматривать диаметр трубки как абсолютно черное тело, то есть черную дыру. Какой луч коснулся её - тот не считается далее, пропадает.

Вот, кстати, интересно - на сколько это на самом деле так или не так... Именно для светящейся ЛЛ лампы...

[Starcomputer]

Мне тоже интересно
Но как основу считаю можно вполне принять предложение Димы - Все лучи, попадающие на лампу гасятся.

[Sleepy]

А вот как учесть размер лампы я честно говоря не понимаю. Если вести расчеты из того, что лампа это НЕ точечный источник света, то быстро залезем в такие дебри .....

А в чем проблема? Выпускай луч как перпендикуляр от касательной к окружности в точке касания. Или я чего-то недопонимаю?

[Sleepy]

Но как основу считаю можно вполне принять предложение Димы - Все лучи, попадающие на лампу гасятся.

Можно было бы сразу написать "ширше" и более общий случай - вводить процент сколько "гасится". Но это, в зависимости от того как у тебя написано это сейчас - действительно может уже усложнить код.

[Starcomputer]

А в чем проблема? Выпускай луч как перпендикуляр от касательной к окружности в точке касания. Или я чего-то недопонимаю?

Сложно будет делать шаг лучей. Если выпускать из центра будет тоже самое, ну а для соблюдения строгости отображения можно луч в пределах лампы просто не рисовать.

[DNK]

Вот, кстати, интересно - на сколько это на самом деле так или не так... Именно для светящейся ЛЛ лампы...

Если уж совсем строго, то небольшая часть света (по аналогии с обычным стеклом - около 5-10%) отразится куда-то от стекла лампы, а подавляющее большинство поглотится люминофором. Учитывая что ширина Стоксового сдвига у люминофоров довольно большая, некоторый % поглощенного света будет излучен на другой, видимой, длине волны и снова выйдет из лампы. Причем, как я понимаю, под примерно таким же углом, как и вошел, то есть по большей части ему судьба просто нагреть лампу или воздух в конце концов Таким образом, я полагаю что света, который спасается из "черной дыры", всяко менее 10%

[Sander]

А вот как учесть размер лампы я честно говоря не понимаю. Если вести расчеты из того, что лампа это НЕ точечный источник света, то быстро залезем в такие дебри .....

Для расчета принимаем внешнюю поверхность лампы, как совокупность точек (для простоты, дискретно размещенных по окружности через равный шаг), каждая из которых служит точечным источником.

[Sleepy]

Если уж совсем строго, то небольшая часть света (по аналогии с обычным стеклом - около 5-10%) отразится куда-то от стекла лампы, а подавляющее большинство поглотится люминофором. Учитывая что ширина Стоксового сдвига у люминофоров довольно большая, некоторый % поглощенного света будет излучен на другой, видимой, длине волны и снова выйдет из лампы.

Не... Стоксов сдвиг я не рассматриваю даже. Т.е. переизлучение поглощенного на других длинах явно будет мал. Вот если просто ее рассматривать как белое тело отражающее. У обычного белого отражателя, например, альбедо не сильно хуже чем у полированного алюминия.

[Starcomputer]

Коллеги, ОСОБОЙ точности расчетов нам и не надо.
Очень трудно согнуть отражатель точно по шаблону. Чтобы сделать параболу нужен пресс и соответствующие пуансоны. Под каждого заказчика пуансон никто делать не будет, ОЧЕНЬ дорого, поэтому обычно гнут в виде ломаной линии, близкой к трапеции, соответственно уже будет неточность.
Я собственно почему затеял эту программу, потому что у нас в Украине есть возможность заказать через нашего форумчанина изготовление отражателей (нержавейка, структурированный алюминий) по вышеуказанной технологии. Для примера стоимость отражателя 170х15 см - 150 грн (18,75 у.е.).
Только вот если нужен "под себя" то уже сложнее.

[Sleepy]

Для расчета принимаем внешнюю поверхность лампы, как совокупность точек (для простоты, дискретно размещенных по окружности через равный шаг), каждая из которых служит точечным источником.

Тут больше проблема будет не в том даже как выпустить лучи, а чтобы потом отраженный от отражателя луч "отслеживать". Если он пересекается на обратном пути с этой окружностью, то гасим его (или повторно переотражаем на равном угле от перпендикуляра к касательной в данной точке), в зависимости от того решим ли мы важной эту составляющую или нет.

[Starcomputer]

Для расчета принимаем внешнюю поверхность лампы, как совокупность точек (для простоты, дискретно размещенных по окружности через равный шаг), каждая из которых служит точечным источником.

Ага и каждый такой источник излучает на 180 с лишним градусов и каждый луч такого источника нужно просчитать

[Sander]

Тут больше проблема будет не в том даже как выпустить лучи, а чтобы потом отраженный от отражателя луч "отслеживать". Если он пересекается на обратном пути с этой окружностью, то гасим его (или повторно переотражаем на равном угле от перпендикуляра к касательной в данной точке), в зависимости от того решим ли мы важной эту составляющую или нет.

Не совсем. Если луч отражается и падает в исходную точку, тогда его гасим. А все остальные переотражаются от поверхности лампы (от плоскости, касательной в т. падения) с неким коэффициентом, видимо для стекла.
Если усложнить, то за счет ненулевой толщины стекла, возникает также преломление и второй паразитный луч.

Ага и каждый такой источник излучает на 180 с лишним градусов и каждый луч такого источника нужно просчитать

Для простоты используем дискретный метод. Хотя, можно и круговой интеграл забабахать. Для определенного конечного числа точек результат дискретного метода будет отличаться от интегрального, как бесконечно малая величина. Компьютеру-то все-равно, что считать.

[Sleepy]

Не совсем. Если луч отражается и падает в исходную точку, тогда его гасим. А все остальные переотражаются от поверхности лампы (от плоскости, касательной в т. падения) с неким коэффициентом, видимо для стекла.

Да, верно. Только вот интересно оно от работающего люминофора еще отражается или нет. Если только как отражение от стекла, то это немного будет.

Для простоты используем дискретный метод. Хотя, можно и круговой интеграл забабахать. Для определенного конечного числа точек результат дискретного метода будет отличаться от интегрального, как бесконечно малая величина. Компьютеру-то все-равно, что считать.

Если точнее, то его мнением никто не интересуется )))

[Starcomputer]

Сделал с учетом типа лампы и поглощением отраженных лучей лампой.
По поводу того, как поведет себя луч света, упавший на лампу можно провести эксперимент.
Если у кого-то есть лазерная указка (у меня нет ), то можно в темноте направить луч на лампу и посмотреть как он себя поведет (отразится, поглотится, ...).

Прикрепленные изображения

• 

Прикрепленные файлы

•  Reflektor.zip   310,27К   870 скачиваний

[DNK]

Лазерный луч ведет себя иначе чем обычный. У него даже угол отражения не всегда равен углу падения.

Вот такая картинка мне гораздо больше нравится! Еще бы для полного счастья ввести вот такую опцию в расчет - выбор материала отражателя. Далее учитываем альбедо с запасом ~10% на запыленность. А потом выдаем сколько лампа дает в идеале, а сколько реально проходит в воду. Реально в воду входят лучи, которые имеют угол более 25 градусов к поверхности воды, чтоб уж не усложнять расчет.

Учет альбедо отражателя сразу покажет желающим сделать компактный отражатель что это гиблое дело!