Сообщений в теме: 63

[DNK]

Ограничение по высоте 100мм понимаю чем вызвано, но может все же сделать простор для фантазии побольше? Это ведь не руководство к действию, а теоретический расчет. Чтоб уж точно всем все видно было.

Кстати, если делать расчет для шага лучей в 1 градус, картинка получается более наглядной

[Starcomputer]

Не ну вообще-то я не ставил задачу посчитать еще и количество света, попадающего в аквариум
Задача стояла гораздо проще.
Но раз пошла такая пьянка ...... то нужно тогда и учитывать сколько света вообще пройдет мимо аквариума, т.е. рисовать аквариум и лампу с отражателем над ним
То что лазерный луч ведет немного иначе это не важно, важно будет ли он вообще отражаться или поглотится. Если учесть, что стекло более плотная среда, чем люминофор, то должен отразиться от границы этих двух сред, т.е. от внутренней поверхности стекла лампы.

[Starcomputer]

Шаг лучей пользователь имеет возможность выбрать сам, но делать менее 2-3 грд не стоит - начинаются погрешности округления вычислений до целых чисел.
Высоту не проблема, хотя выше 100 мм я отражателей не встречал.

[Starcomputer]

Добавлено масштабирование и установлен лимит высоты 200 мм.

Прикрепленные файлы

•  Reflektor.zip   307,12К   470 скачиваний

[DNK]

Но раз пошла такая пьянка ...... то нужно тогда и учитывать сколько света вообще пройдет мимо аквариума, т.е. рисовать аквариум и лампу с отражателем над ним

Это пусть будет на совести владельца аквариума, но он должен четко увидеть что компактный отражатель сожрет треть света от лампы, если не больше. Он должен знать что плата за компактность - эффективность.

[alef]

Было бы интересно, если это возможно, рассчитать сколько % лучей отражаются в лампу, т.е. тем самым посчитать КПД отражателя.
Для начала думаю можно принять что отражатель отражает 100% света, а лампа поглощает весь отраженный свет
Ведь наверняка для разной формы отражателя КПД будет разный, тем самым возможно было бы найти идеальный отражатель

[Sleepy]

Сергей, давай вот еще что...
Добавить масштаб рисунка (а то самые интересные не влезают).
И внизу еще рисовать аквариум (задавая расстояние до дна и поверхности) и считать процент попавших в него лучей, включая отраженные
Вот.

[Sander]

Если учесть, что стекло более плотная среда, чем люминофор, то должен отразиться от границы этих двух сред, т.е. от внутренней поверхности стекла лампы.

Весь вопрос в том, насколько полную модель расчета необходимо заложить. Нет предела совершенству и глубине мат. модели.

На самом деле, луч, попавший на поверхность лампы, в самом сложном случае: частично отразится поверхностью, частично преломится в границе раздела воздух-стекло, в зависимости от угла часть попадет внутрь стекла лампы, далее переотразится от раздела стекло-люминофор, самой малой частью преломится на этой границе и уйдет внутрь лампы. Все определится коэффициентами отражения и преломления, а также углами падения. Но это все верно для монохромного луча.
Для света нашей лампы возникнут также призматические эффекты, в основном на неоднородностях материала стекла. А это уже интегральные зависимости, скорее всего.

Заложишь в модель?

[DNK]

Хочу немного пояснить свою мысль. Иначе, чую, может уйти "в молоко".

Для чего в конечном счете делается программа? Чтобы помочь аквариумисту максимально утилизировать световой поток, который дает лампа. Если не сделать учет альбедо (то есть не учитывать падение силы света при переотражениях, да и 20% на первом отражении - тоже заметно), не учитывать самозатенение лампы, не учитывать отражение от воды, то реальность может быть очень неожиданной по сравнению с расчетами.

Рисую картину маслом. Берет аквариумист программу, делает, как ему кажется, замечательный отражатель. В параметрах лампы заявлено 10Клюменов. Аквариумист освещает этой лампой квадратный метр и намеряет по площади в среднем 3Клюкс, хотя ожидал намерить под десять - а как же, отражатель-то вон какой большой и правильный!. Как минимум недоумение товарищу гарантировано. При этом скорее всего он разочаруется в математическом моделировании...

[Starcomputer]

Хм.....
Возьмем два отражателя одинаковой формы выполненные из
а) черной бумаги;
б) зеркального алюминия.
Распределение светового потока у них одинаковое, а вот эффективность .....
Т.е. утилизация света у отражателей одинаковой формы зависит только от качества самого отражателя, точнее его альбедо.
При этом 20% или 10% на первое отражение это все цифры взятые с потолка (может и не так, я просто утрирую).
Поэтому дабы не вводить в заблуждение пользователя, давайте строить только картинку распределения светового потока. Сколько там потеряется на отражении (или многократном отражении) предлагаю не считать, т. к. это сильно зависит от качества поверхности отражателя и его состояния.
И потом, считать такое, надо точно уже переходить на интегралы

[DNK]

На интегралы для расчета альбедо переходить не надо Во-первых, альбедо стандартных материалов доступно без проблем. Во-вторых, алгоритм расчета простой. Вы знаете сколько лучей у вас рассчитывается итого. Берите каждый луч за 100 единиц мощности. Если он вошел в воду под углом более 25 градусов - значит он 100 единиц. Если он вошел в воду под углом менее 25 градусов - 0 единиц. Далее. Вошел в лампу - снова 0 единиц. Одно отражение от полированного текстурированного алюминия - 80 (альбедо около 90% минус 10% на загрязнение) единиц. Два отражения - 64 единицы. Сложите все единички. Теперь соотношение рассчитанных единичек к теоретическим - эффективность отражателя, чтобы получить %, надо умножить на 100.

Тут же можно легко посчитать примерную ошибку расчета - она будет равна в % 1/К*100, где К - количество лучей. То есть 50 лучей уже будет вполне достаточно. Суперточный расчет нам не нужен, поскольку практически невозможен.

Любой пользователь программы увидит что сделать отражатель эффективнее 60% возможно только теоретически. При этом обычный компактный трапецеидальный отражатель с близким расположением лампы к его вершине реально доставит в воду около 30% света лампы. Думаю для многих это знание, полученное столь наглядно, будет полезно.

[avfv]

А почему бы не использовать для расчетов готовые пакеты 3D графики, реализующие трассировку лучей? Скажем, свободный POV-ray. Вот, например, пробуют в нем рассчитать рефлектор: http://203.29.75.35/...66599&toff=2000

[Starcomputer]

Да можно. Просто все эти пакеты платные и сложные.

[avfv]

Ну трассировка лучей вообще непростое дело А конкретно POV-ray бесплатен, доступен исходный код. И все расчеты для отражений/преломлений/матовых поверхностей там уже заложены. Для качественной оценки разных отражателей достаточно просто нарисовать и отрендерить несколько сцен; вот с количественными расчетами сложнее.

[Starcomputer]

Добавлена форма трапеции.
Добавлено поглощение лучей самой лампой.
Добавлен расчет КПД отражателя исходя из уменьшения мощности в соответствии с альбедо отражателя на каждом отражении. Т.е. изначально КПД луча равен 1, при каждом отражении КПД рассчитывается как КПД = КПД * Альбедо. При попадании луча на лампу КПД = 0.
Добавлено масштабирование.

Прикрепленные файлы

•  Reflektor.zip   353,25К   480 скачиваний

[DNK]

Сразу вопрос - что такое размер С, и почему его нельзя менять? Если невозможность изменения - это правильно, то зачем его вообще показывать в диалоговом окне?

КПД отражателя считается некорректно. Смотрите - я сделал размеры отражателя А=34, В=30, расстояние от центра лампы 10, альбедо 0,8. КПД отражателя получился 0,58 Посмотрите плиз на картинку - она наглядно показывает что что-то не так...

Хотя в остальных случаях расчет выглядит правдоподобно. Например для хорошего, большого, наверное максимально большого в реале отражателя с А=60, В=40, до центра 15, альбедо 0,8, КПД получился 0,56. Минус отражение от водички - как раз меньше половины и получится - все вполне честно. Но хоть это смотрится и похоже на правду, хорошо бы все же разобраться сколько здесь накосячила ошибка, которую я показал выше.

В целом программа уже в таком виде применима для расчетов профиля. То есть подвирает, как я понимаю, некритично Для полного счастья добавить бы отсечение тех лучей, которые отразятся от поверхности воды и все было бы вообще хорошо.

Извиняйте - похоже что показанная мной ошибка все же иногда весома - смотрите - для многих размеров трапеция оказывается эффективнее параболы, чего быть не может. Например для 200, 100, 50. Получаем для трапеции 0,81 и для параболы 0,74. К тому же трапецию начинает колбасить уже при довольно крупных размерах - см. 100, 70, 40. Пожалуйста разберитесь где у вас там утечка...

[Starcomputer]

Размер С используется при форме "трапеция" и "IgLa". Менять его можно, но только если выбраны предыдущие формы отражателя. При форме "парабола" он неактивен.
Всякие глюки программы конечно еще нужно вылавливать, хотя я выводил значения КПД в окно - все считалось верно.
Не забывайте, что КПД отражателя учитывет не только отраженные лучи, но и прямые от лампы тоже.
>>>> Посмотрите плиз на картинку - она наглядно показывает что что-то не так...
Да, когда лампа стоит ТАК впритык (а такого в реале не бывает), то будет врать. Из-за определенных особенностей попиксельного построения первые четыре точки луча не просчитываются.
........................
Попробую еще аквариум разместить и посчитать КПД с учетом только тех лучей, которые попадут в воду и не отразятся от нее. Надо учитывать к-т преломления света и отражения от воды.

[DNK]

Да, я согласен - когда лампа стоит так близко, глюк простителен. Но посмотрите - я показал размеры для трапеции когда он тоже проявляется! Там размеры очень немаленькие, и тем не менее глюк есть. Опасаюсь, как бы это не была системная ошибка. Да, она не так сильна, чтобы говорить что это очень уж плохо, но когда она приводит к тому что эффективность параболы, пусть и только на некоторых размерах, меньше, чем у трапеции, становится нехорошо на душе

С отражением от воды предлагаю не заморачиваться и просто отрезать все что менее 20-25 градусов к поверхности воды.

[Starcomputer]

Но посмотрите - я показал размеры для трапеции когда он тоже проявляется!

Где ?

[DNK]

Как я и писал выше - "К тому же трапецию начинает колбасить уже при довольно крупных размерах - см. 100, 70, 40.", где 40 - расстояние от центра лампы. Или это как раз те самые 4 луча, которые и должны лажаться?