Линейные и точечные источники света

Содержание

Виды точечных светильников

Точечные светильники могут различаться не только внешне и конструктивно

, но и по используемым в них лампам.

Точечный светильник со стандартно лампой накаливания – не самый лучший вариант, поскольку прослужить такой прибор может около двух лет. Лампа накаливания порадует

Вас дешевизной, но коэффициент ее полезного действия едва ли превысит 3%. В основном такие лампы отдают тепло, нагревая окружающую среду. Этот момент не очень подходит в том случае, если Вы крепите точечный светильник в натяжной потолок, ведь лампа будет излишне его нагревать, что приведет к повреждению полотна.

В точечных лампах наружного расположения можно использовать стандартные

лампы накаливания, но посудите сами: энергию они не экономят, излишне греются,сокращают срок эксплуатации светильника – нужно ли это Вам? Подобными характеристиками обладают и галогенные лампы, хотя они ярче и их можно использовать в местах с повышенной влажностью. Точечное освещение с энергосберегающими лампами – неплохой вариант. Заплатив немалую сумму за лампу известного производителя, Вы получите не только экономию

электроэнергии, но и гарантию на товар, составляющую около трех лет. Стоит отметить, что такие лампы не могут быть использованы в помещениях с повышенной влажностью, поэтому для ванной комнаты они не подходят. Из-за больших размеров в потолочных точечных светильниках они используются редко, поскольку для монтажа требуется приличное расстояние между черновым и натяжным потолком.

Светодиодное точечное освещение самое лучшее и оптимальное. И хотя используемые лампы стоят дороже

всех вышеперечисленных, они обладают более высоким коэффициентом полезного действия, максимально экономны и минимально нагреваются. Кроме того, именно светодиодные лампы наряду с галогенными используются в водостойких светильниках. Ввиду ограниченной мощности светильники со светодиодами не используютв качестве основного освещения.

Историческая эволюция приборов для освещения

Первые источники видимого электромагнитного излучения, которые использовало человечество для своих нужд, были основаны на сжигании горючего топлива растительного (дерево) или животного происхождения (сало и жир).

Древние греки и римляне впервые стали использовать глиняные и бронзовые сосуды, в которые помещали горючие вещества. Эти сосуды стали прародителями современных ламп.

В конце XVIII века швейцарский химик Аргант изобрел лампу с фитилем, в которой в качестве топлива использовался керосин. В конце XIX века Эдисон запатентовал электрическую лампу накаливания. После этого изобретения и благодаря быстрой динамике развития индустрии, начинает появляться множество других электрических источников излучения.

Точечное освещение: особенности

Активно используемые точечные светильники представляют собой лампочку с внутренним отражателем и оплеткой. Чаще всего в них устанавливают светодиодные либо энергосберегающие лампы, поэтому основное преимущество

таких источников света кроется в экономичности. Поскольку потребляют электроэнергию такие лампы по минимуму, экономия за коммунальные услуги станет приятным бонусом.

Второе преимущество такого освещения – эргономичность

. Точечные лампы могут размещаться внутри потолка или выступать за его пределы, но обычно их размеры не превышают 10 см, поэтому они могут быть встроенными не только в несущие конструкции, но и в мебель.

Еще одним положительным моментом таких ламп является возможность воплощения всевозможных дизайнерских идей с их помощью. Эффектные светящиеся точки могут быть однотонными либо цветными, поворотными либо нет, мелкими либо крупными, оснащенными декоративными элементами

либо просто металлическим корпусом.

Точечное освещение хорошо

тем, что может быть использовано в помещениях любого типа и хорошо сочетается с различными стилями. Существуют специальные водонепроницаемые лампы, которые используются для установки внутри бассейнов и водоемов – такие же можно устанавливать в ванной комнате.

Можно оформить даже основное освещение потолка, используя встроенные

светильники – существуют модели, рассчитанные на 6 ламп и представляющие собой потолочные платформы, оснащенные свисающими декоративными элементами или плафонами.

Обычно дизайн точечного освещения возможен только при наличии подвесных либо натяжных потолков. И хотя монтаж осветительных приборов довольно прост, их подбор

требует специального подхода и знаний, поскольку натяжное освещение, к примеру, должно оборудоваться лампами определенной мощности и степенью нагрева во избежание деформации полотна.

Затухание

Эффект уменьшения интенсивности света с увеличением расстояния, которое проходит световой луч, называется затуханием. Один из способов уменьшить интенсивность света на расстоянии — это просто использовать линейное уравнение. Такое уравнение будет линейно уменьшать интенсивность света, в зависимости от расстояния до объекта, тем самым гарантируя, что удаленные объекты будут менее яркими. Однако такая линейная функция имеет тенденцию выглядеть немного фальшивой. В реальном мире свет, когда вы стоите рядом, обычно выглядит довольно ярким, но его яркость с увеличением расстояния быстро уменьшается; затем оставшаяся интенсивность света будет убывать довольно медленно. Таким образом, мы нуждаемся в другом уравнении для более правдоподобного уменьшения интенсивности света.

К счастью, некоторые умные люди уже разобрались с этим до нас. Следующая формула вычисляет величину затухания на основе расстояния от фрагмента до источника света, которое позже мы умножаем на вектор интенсивности света:

где — это расстояние от фрагмента до источника света. Далее, для вычисления величины затухания, мы определяем 3 (настраиваемых) параметра: константа , линейный член и квадратичный член .

Константу обычно оставляют равной для того, чтобы знаменатель никогда не был меньше , поскольку в противном случае он бы увеличивал интенсивность света в зависимости от расстояния, а это не тот эффект, который нам нужен.

Линейный член умножается на значение расстояния, тем самым линейно уменьшая интенсивность.

Квадратичный член умножается на квадрат расстояния и задает для источника света квадратичное уменьшение интенсивности. Квадратичный член будет тем менее значимым по сравнению с линейным членом, чем меньше расстояние, и будет намного больше по мере роста расстояния.

Из-за квадратичного слагаемого свет будет уменьшаться линейным образом до тех пор, пока расстояние не станет достаточно большим, после чего квадратичный член превзойдет линейный, и тогда интенсивность света будет уменьшаться намного быстрее. В результате получается, что свет имеет довольно большую интенсивность на близком расстоянии, но с увеличением расстояния быстро теряет свою яркость, а под конец будет терять её более плавно. На следующем графике показан пример такого затухания:

Вы можете видеть, что свет имеет самую высокую интенсивность, когда расстояние довольно мало, но как только оно начинает расти, интенсивность света значительно уменьшается и медленно достигает 0 примерно на расстоянии 100. Это именно то, чего мы хотим.

Как используются точечные светильники для подвесных потолков?

В многоуровневых конструкциях чаще всего нужно подчеркнуть оригинальность дизайна, для этого как раз и располагают по периметру встраиваемые источники освещения. Их монтируют скрытно, внутри специальных полок, или прямо в обшивку, из них составляют узор или располагают хаотически. Без них подвесные потолки из нескольких уровней выглядели бы громоздкими из-за теней от выступающих ярусов.

Однако для светильников можно найти и практическое применение, в частности – зонирование помещения. Располагая группами источники освещения с матовыми рассеивающими плафонами, можно создавать островки с более яркой иллюминацией, особенно включая их по отдельности. Однако некоторые конструктивные особенности позволяют использовать светильники для подвесного потолка из гипсокартона в качестве узконаправленных источников освещения.

Для этого достаточно лишь применять модель со светоотражателем и поворотным механизмом. Наличие подвижной части позволяет изменять направление луча в пределах 45 градусов от центральной оси прибора. Таким образом, можно собрать все конусы света в один мощный пучок, сосредоточив его в определенном участке комнаты или использовать каждую лампу для освещения того или иного пространства либо предмета меблировки. Особенно выгодно расположение таких ламп над уголком отдыха и над шкафами-горками в гостиной.

Обзор наружных приборов освещения

Особенностью наружных светильников для натяжных потолков является расположение лампочки, которая находится не в плоскости потолка, а выступает за его пределы. При этом лампа может отстоять от потолка практически на любое расстояние.

В некоторых модификациях наружных светильников источник света находится непосредственно под полотном, отделяемый лишь защитным экраном.

Подобный экран в этом случае будет играть сразу две функции: он способен сам выступить в качестве элемента интерьера, а также будет надежно уберегать потолочное полотно от нагрева.

Другой вариант наружного светильника – спускающийся с потолка источник света. Этот вариант интересен тем, что позволяет создавать локальные освещенные зоны в комнате. И в большинстве случаев зрительный эффект оказывается более сильным, чем если бы лампа располагалась в плоскости потолка, как это наблюдается в случае со встраиваемыми светильниками.

Можно выделить достоинства, присущие наружным светильникам:

натяжной потолок можно монтировать в непосредственной близости к основному потолку, избегая тем самым уменьшения объема помещения;
наружные светильники изолированы от потолочного полотна, снижая его нагрев и по этой причине продлевая срок его службы;
обустройство наружных светильников требует меньшего вмешательства в целостность полотна потолка, обеспечивая более ровную и качественную поверхность последнего;
процесс обслуживания наружных светильников менее трудоемок, чем замена ламп во встраиваемых светильниках;
поскольку весь светильник находится вне плоскости потолка, то этим удается избежать засветов, характерных для встраиваемых источников света;
вариантов обустройства таких светильников куда больше, т.к. предоставляется возможность не только использовать источники света различных видов и цвета, но и разнообразить интерьер оригинальными плафонами и абажурами;
упрощается создание рассеянного освещения;
источнику света обеспечивается хорошее охлаждение.

Выделяются и некоторые недостатки подобных светильников:

защитное термокольцо на полотне требует отдельного декорирования, особенно если светильник опущен достаточно низко;
плафон наружного светильника несколько скрадывает впечатление от идеально ровной поверхности натяжного потолка;
уменьшается количество вариантов возможной перепланировки мебели, особенно при наличии спускающегося с потолка светильника.

Вместе с тем, наружные светильники для натяжных полков дают широкий простор для творческой фантазии дизайнера, делая возможными большее количество творческих идей, чем в случае со светильниками встраиваемыми.

Фонарик

Фонарик — это прожектор, расположенный на позиции наблюдателя и обычно направленный в прямом направлении относительно точки наблюдения. По своей сути фонарик — это обычный прожектор, но его положение и направление постоянно обновляются, в зависимости от положения и ориентации наблюдателя.

Итак, для фрагментного шейдера нам понадобятся значения вектора положения прожектора (для вычисления вектора направления от фрагмента к свету), вектора направления прожектора и угла отсечки. Поместим данные переменные в структуру :

struct Light {
vec3 position;
vec3 direction;
float cutOff;
…
};

1
2
3
4
5
6

structLight{

vec3 position;

vec3 direction;

floatcutOff;

…

};

Далее мы передаем соответствующие значения в шейдер:

lightingShader.setVec3(«light.position», camera.Position);
lightingShader.setVec3(«light.direction», camera.Front);
lightingShader.setFloat(«light.cutOff», glm::cos(glm::radians(12.5f)));

1
2
3

lightingShader.setVec3(«light.position»,camera.Position);

lightingShader.setVec3(«light.direction»,camera.Front);

lightingShader.setFloat(«light.cutOff»,glm::cos(glm::radians(12.5f)));

Как вы можете видеть, мы не устанавливаем значение для угла отсечки, а вычисляем значение косинуса угла и передаем результат во фрагментный шейдер. Причиной этому является то, что во фрагментном шейдере вычисляется скалярное произведение между вектором и вектором , и скалярное произведение возвращает значение косинуса угла, а не сам угол; и мы не можем напрямую сравнить угол со значением косинуса угла. Чтобы затем в шейдере получить значение угла, необходимо будет вычислить арккосинус результата скалярного произведения, что является дорогостоящей операцией. Поэтому, чтобы сохранить некоторую производительность, мы заранее вычисляем значение косинуса заданного угла отсечки и передаем этот результат во фрагментный шейдер. Поскольку оба угла теперь представлены в виде значений соответствующих косинусов, мы можем непосредственно сравнивать их без использования дорогостоящих операций.

Теперь нам нужно рассчитать значение угла и сравнить его со значением угла отсечки , чтобы определить, находимся ли мы внутри светового конуса прожектора или снаружи его:

float theta = dot(lightDir, normalize(-light.direction));

if(theta > light.cutOff)
{
// Выполняем вычисления освещения
}
else // в противном случае, используем ambient-свет, чтобы вне светового конуса прожектора сцена не была полностью тёмной
color = vec4(light.ambient * vec3(texture(material.diffuse, TexCoords)), 1.0);

1
2
3
4
5
6
7
8

floattheta=dot(lightDir,normalize(-light.direction));

if(theta>light.cutOff)

{

// Выполняем вычисления освещения

}

else// в противном случае, используем ambient-свет, чтобы вне светового конуса прожектора сцена не была полностью тёмной

color=vec4(light.ambient*vec3(texture(material.diffuse,TexCoords)),1.0);

Сначала мы вычисляем скалярное произведение между вектором и отрицательным вектором направления (отрицательным, потому что мы хотим, чтобы векторы указывали на источник света, а не от него). Обязательно нормализуйте все соответствующие векторы.

Возможно, вы задаетесь вопросом, почему в условии используется знак сравнения вместо знака . Разве угол не должен быть меньше значения угла отсечки света , чтобы находиться внутри светового конуса прожектора? Это верно, но не забывайте, что значения углов представлены соответствующими значениями их косинусов: угол в градусов представлен значением косинуса данного угла, равным , а угол 90 градусов представлен значением косинуса соответствующего угла, равным . Ниже на картинке вы можете это увидеть:

Обратите внимание, что чем ближе значение косинуса к , тем меньше его угол. Теперь понятно, почему угол (переменная ) должен быть больше, чем угол отсечки ()

Значение отсечки в настоящее время установлено как , поэтому значения , лежащие между и , приведут к тому, что фрагмент будет освещен, находясь внутри светового конуса прожектора.

Запуск приложения приводит к появлению прожектора, который освещает только те фрагменты, которые находятся непосредственно внутри его светового конуса:

Однако он все еще выглядит немного фальшивым в основном потому, что у светового пятна прожектора присутствуют «жесткие» края. Везде, где фрагмент достигает края светового конуса прожектора, его освещенность мгновенно падает до нуля — нет приятного плавного затухания освещенности. Реалистичный же прожектор будет постепенно уменьшать свет вокруг краев своего светового конуса.

Реализация затухания

Для реализации затухания нам понадобятся 3 дополнительные переменные во : константа, линейный и квадратичный члены уравнения. Лучше всего их сохранить в структуре , которую мы определили ранее

Обратите внимание, что нам нужно снова вычислить , используя переменную , поскольку это точечный свет (как мы делали на предыдущем уроке), а не направленный свет

struct Light {
vec3 position;

vec3 ambient;
vec3 diffuse;
vec3 specular;

float constant;
float linear;
float quadratic;
};

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

structLight{

vec3 position;

vec3 ambient;

vec3 diffuse;

vec3 specular;

floatconstant;

floatlinear;

floatquadratic;

};

Затем, в нашем приложении, мы устанавливаем значения вышеприведенных переменных. Мы хотим, чтобы свет покрывал расстояние 50, поэтому будем использовать значения из таблицы для соответствующих переменных: константы, линейного и квадратичного членов.

lightingShader.setFloat(«light.constant», 1.0f);
lightingShader.setFloat(«light.linear», 0.09f);
lightingShader.setFloat(«light.quadratic», 0.032f);

1
2
3

lightingShader.setFloat(«light.constant»,1.0f);

lightingShader.setFloat(«light.linear»,0.09f);

lightingShader.setFloat(«light.quadratic»,0.032f);

Реализация затухания во фрагментном шейдере относительно проста: мы просто на основе уравнения вычисляем значение затухания и умножаем его на , и компоненты.

Однако, чтобы уравнение работало, нам нужно вычислить расстояние до источника света. Вспомните, каким образом вычисляется длина вектора? Мы можем получить значение переменной расстояния, вычисляя вектор разности между фрагментом и источником света, и взять длину данного результирующего вектора. Для этой цели воспользуемся встроенной в функцией вычисления длины length():

float distance = length(light.position — FragPos);
float attenuation = 1.0 / (light.constant + light.linear * distance + light.quadratic * (distance * distance));

1 2	floatdistance=length(light.position-FragPos); floatattenuation=1.0(light.constant+light.lineardistance+light.quadratic(distance*distance));

Затем мы используем вычисленное значение затухания в расчетах освещения, умножая его на фоновый, рассеянный и отраженный цвета:

ambient *= attenuation;
diffuse *= attenuation;
specular *= attenuation;

1
2
3

ambient*=attenuation;

diffuse*=attenuation;

specular*=attenuation;

Примечание: Мы могли бы и не трогать фоновый компонент, чтобы фоновое освещение не уменьшалось с увеличением расстояния, но если мы будем использовать более одного источника света, то все фоновые компоненты начнут складываться. В этом случае необходимо будет ослабить внешнее освещение. Просто поэкспериментируйте с данными значениями для того, чтобы лучше понять, что подходит для вашего окружения.

Если бы мы запустили приложение, то получили бы что-то вроде следующего:

Мы можем видеть, что прямо сейчас освещены только передние контейнеры, а ближайший из них — самый яркий. Ящики в задней части сцены не освещены вообще, так как они находятся слишком далеко от источника света.

Таким образом, точечный свет является светом с настраиваемыми параметрами местоположения и затухания, применяемыми к расчетам его освещения. Еще одним типом света в нашей копилке осветительного арсенала стало больше.

Основные характеристики источников света

Показатели и термины используют в основном для искусственных источников света. Здесь перечислены основные характеристики, которые используются чаще всего:

Световой поток – количество света, попадающее на конкретную площадь за определенное время, он пропорционален потоку излучения, который видит человеческий глаз. Измеряется в Люменах.
Стабильность светового потока показывает, насколько меняется качество освещения лампы с течением времени.
Полный срок службы показывает, сколько должна работать лампа. Но важнее второй показатель – полезный срок службы, который отражает время работы, когда лампа выдает качественный свет.
Гарантийный срок службы показывает минимальное время работы лампы при сохранении хорошего качества света.
Номинальное напряжение показывает, при каком напряжении лампа обеспечивает заявленные характеристики. В моделях с пускорегулирующими блоками и трансформаторами этот показатель не нужен.
Вид тока, используемый для работы. Он может быть постоянным (обычно низковольтный), но чаще всего лампы работают на переменном токе.
Номинальная мощность показывает потребление электричества оборудованием при подаче номинального напряжения.

Сопоставление показателей номинальной мощности и светового потока у разных видов ламп.

Выбирать источник света надо с учетом требований к освещению и вида светильника. Лучше отдавать предпочтение современным лампам на светодиодах, которые потребляют как минимум в 10 раз меньше электроэнергии и обеспечивают свет лучше, чем у аналогов. Исходите не только из цены, но и из срока работы, расходов за электричество и безопасности для человека.

Важность естественного света для здоровья человека

Для всех организмов, которые обитают на планете Земля, вращение нашей планеты и периодичность дня и ночи являются важными процессами для нормальной жизнедеятельности и протекания биологического цикла. Более того, чтобы быть здоровыми, большинство живых существ нуждаются в прямом солнечном излучении.

Если говорить о человеке, то недостаток солнечного света приводит к развитию депрессии, а также к недостатку витамина D, поскольку полученный человеком загар позволяет организму усваивать этот витамин с большей легкостью.

Результаты одного исследования продемонстрировали, что достаточное нахождение человека под прямыми солнечными лучами позволяет снизить и облегчить некоторые симптомы определенных заболеваний. В частности, связанные с депрессией проблемы полностью или частично исчезали у 20% пациентов. Естественно, что один лишь солнечный свет не является лекарством против депрессии, однако он является неотъемлемой частью комплексного лечения.

Точечные источники света

Направленный свет отлично подходит для использования в качестве глобального освещения, озаряющего всю сцену, но при этом, мы также хотим, чтобы по всей сцене были разбросаны несколько точечных источников освещения (англ. «point lights»). Точечный свет — это источник света с заданным где-то в глобальном пространстве положением, светящий во всех направлениях, при этом его лучи света исчезают с увеличением расстояния. К таким точечным источникам света можно отнести обычные лампочки или факелы.

На предыдущих уроках мы имели дело с упрощенным точечным светом. У нас был источник света в заданном положении, который распространял свет во всех направлениях от заданного положения. Однако источник света, который мы тогда определили, имитировал световые лучи, которые никогда не исчезали с увеличением расстояния, таким образом, делая его похожим на источник света чрезвычайно большой силы. В большинстве 3D-приложений мы хотели бы имитировать источник света, который освещал бы не всю сцену, а только область, близкую к источнику света.

Если бы мы добавили к сцене освещения штук 10 контейнеров из предыдущих уроков, то заметили бы, что контейнер, находящийся вдалеке, освещен с той же интенсивностью, что и контейнер, расположенный непосредственно перед источником света; у нас пока нет никакой логической модели, которая бы уменьшала освещенность объектов в зависимости от их расстояния до источника света. Мы хотим, чтобы контейнер, расположенный на заднем плане, имел лишь небольшое освещение по сравнению с контейнерами, находящимися рядом с источником света.

Основные характеристики источников света

Сила света

Определение 2

Точечный источник света – это такой световой источник, размеры которого можно не принимать во внимание, по сравнению с расстоянием от источника до места наблюдения. В оптически однородной и изотропной среде волны, излучаемые точечным источником, являются сферическими

Определение 3

Для характеристики точечного источника используют понятие силы света (I), которая определяется как:

I=dΦdΩ (1),

где dФ – это световой поток, излучаемый источником в пределах телесного угла dΩ. При рассмотрении сферической системы координат можно сказать, что в общем-то сила света зависит от полярного (ν) и азимутального φ углов I=I ν, φ.

Определение 4

Источник света называется изотропным, если на его силу света не оказывает влияние направление. Для изотропного источника света запишем:

I=Φ4π (2),

где Ф – это суммарный световой поток, излучаемый источником во всех направлениях. Величина силы источника, которая вычисляется как (2), также называется средней сферической силой света источника.

Если источник света не является точечным (протяженный источник), тогда применяют понятие силы света элемента его поверхности (dS). В данном случае в формуле (1) величина dФ – это световой поток, излучаемый элементом поверхности источника (dS) в пределах телесного угла (dΩ).

Основная единица измерения силы света в системе измерения – кандела (кд) (старое название – свеча (св)). 1кд излучает световой эталон как абсолютно черное тело при температуре T=2046,6 K (температура, при которой затвердевает чистая платина) и давлении 101325 Па.

Световой поток

Определение 5

Основной единицей измерения светового потока является люмен (лм), который равняется световому потоку, испускаемому источником в 1 кд внутрь телесного угла 1 стерадиан.

Освещенность

Определение 6

Величина (E), равная E=dΦpaddS (5), называется освещенностью. В выражении (5)dΦpad – это величина светового потока, падающего на элемент поверхности dS. Освещенность измеряется с системе измерения в люксах (лк)1 лк=1 лм1 м2 (6), при равномерном распределении потока по поверхности.

Светимость

Протяженный источник света характеризуют светимостью (R) его участков. Она описывает излучение (отражение) света выделенным элементом поверхности во всех направлениях.

Светимость проявляется из-за отражения поверхностью падающего на нее светового потока. Тогда под dΦisp понимают в выражении (8) поток, отражаемый элементарной поверхностью dS во всех направлениях.

Светимость измеряется в люксах.

Яркость

Яркость (B) используют для описания излучения (отражения) света в заданном направлении. Направление причем задается полярным углом ν, который откладывают от внешней нормали n→ к излучающей площадке и азимутальным углом φ.

Определение 7

Ламбертовскими источниками света (или косинусные, подчиняющиеся закону Ламберта), называются источники, яркость которых не меняется в зависимости от направления. Для ламбертовских светильников dI элементарной площадки пропорциональна cos ν.

Единица яркости кандела на квадратный метр кдм2.

Пример 1

Необходимо найти световой поток, излучаемый элементарной поверхностью dS внутрь конуса, ось которого расположена перпендикулярно выделенному элементу. Угол конуса равен ν. Будем считать, что светящаяся поверхность подчинена закону Ламберта и ее яркость равняется В.

Решение

Для решения задачи используем определение яркости и из него выделим элемент светового потока:

B=dΦdΩdScos ν→dΦ=BdΩdScos ν (1.1).

Элементарный телесный угол в сферических координатах равняется:

dΩ=sinνdνdφ (1.2).

Подставим выражение для телесного угла в выражение (1.1), получаем:

dΦ=BsinνdνdφdScosν (1.3).

Определим полный световой поток интегрированием выражения (1.3):

Φ=BdS∫vsinνcosνdν∫2πdφ=πBdSsin2ν.

Ответ: Φ=πBdSsin2ν.

Пример 2

Яркость однородного светящегося диска радиуса r меняется по закону B=Bcosν, B=const, ν– это угол с нормалью к поверхности. Необходимо найти световой поток (Ф), испускаемый диском.

Решение

Выразим элемент светового потока с помощью уравнения из условий задачи для ярости как:

dΦ=BdΩdScosν=Bcosν2dΩdS (2.1),

где элементарный телесный угол в сферических координатах равняется:

dΩ=sinνdνdφ (2.2).

Световой поток вычислим как интеграл от выражения (2.1) при использовании (2.2):

Φ=BdS∫π2sinνcos2νdν∫π2dφ=2πBdS∫π2d(-cos ν)cos2ν=23πBdS==23Bπ2r2.

Ответ: Φ=23Bπ2r2.

Всё ещё сложно?
Наши эксперты помогут разобраться

Все услуги

Решение задач

от 1 дня / от 150 р.

Курсовая работа

от 5 дней / от 1800 р.

Реферат

от 1 дня / от 700 р.

Какие светильники для реечных потолков следует выбирать?

Помимо обшивки из гипсокартона, сегодня часто монтируются подвесные конструкции другого типа, а именно – реечные. У них несколько иная система каркасного крепежа, да и характеристики отличаются, в частности, не следует устанавливать на них тяжелые осветительные приборы. Именно поэтому рекомендуются встраиваемые модели источников освещения. Вариантов немного: точечные или растровые. Первые нужно выбирать с оглядкой, поскольку от типа лампы зависит глубина установки светильника.

Наиболее массивные – с лампами накаливания, но они, несмотря на низкую стоимость, не особо популярны. Лучше всего выбирать светодиодные светильники для реечных подвесных потолков, глубина их монтажа составляет иногда не более 4 сантиметров. Растровые или, иначе говоря, модульные светильники несколько удобнее, в том отношении, что в одном блоке собрано сразу несколько лампочек, расположенных в один ряд или в несколько.

Наилучший вариант – однорядный, поскольку он может быть вмонтирован в отдельную полосу, особенно, если входит в комплект подвесного потолка. В этом случае используются полосы с готовыми пропилами, которые называются «экранами», в то время как для точечных светильников отверстия придется прорезать вручную. Зачастую такой экран можно приобрести вместе с растровым блоком. Модульный многорядный светильник для реечного потолка является полноценным основным источником освещения и заменяет собой привычную люстру.

Точечный свет в интерьере

Точечные светильники универсальны

и могут быть использованы в помещении любого типа. Чтобы интерьер комнаты выглядел не только ярко, но и стильно, дизайнерысоветуют размещать источники света с акцентом не только на эффективность, но и на декоративность. В прихожей лучше организовать основное верхнее освещение с помощью пары стандартных светильников, а точечные использовать для оформления стен – расположенные параллельно полу, они помогут сделать узкую комнату шире. Ниши, полочки и зеркала можно оборудовать точечным светом, а если прихожая слишком маленькая и темная, можно выбрать натяжной глянцевый потолок и установить в него такие светильники – отражаясь, они создадут эффект света и простора.

В спальне, где нужно сохранить атмосферу

покоя и интима, точечное освещение очень кстати. В этой комнате вообще необязательно размещать основной источник света, достаточно вмонтировать точечные лампы по всему периметру. Хорошимрешением станет установка многоуровневого натяжного потолка, ярусы которого будут декорированы цветной мягкой подсветкой. Дополнительно в спальне можно обозначить с помощью точечного света зону для сна, гардеробную, зеркало с туалетным столиком.

В ванной комнате нужен яркий свет, поэтому учитывайте, что один точечный светильник освещает 1,5 метра. В маленьком помещении шести ламп хватит, при этом нужно помнить, что встроенные светодиодные светильники не боятся влаги, а энергосберегающие – не терпят ее.

В гостиной точечные источники света можно установить

на потолке вдоль стены с мягкой мебелью. Дополнительно можно оформить таким же образом ниши – этот прием позволит создать имитацию окон, в которые попадает солнечный свет. Подсветка в таком случае может быть скрытой, что придаст интерьеру загадочности.

Наверняка у Вас есть еще масса вопросов касаемо оформления интерьера, ведь освещение – лишь малая часть удачной организации пространства

. Становитесь подписчиком WESTWING и познавайте искусство интерьерного декора.

Жидкость

Точечные источники жидкости обычно используются в гидродинамике и аэродинамике . Точечный источник жидкости — это противоположность точечного стока жидкости (точка, где жидкость удаляется). В то время как поглотители жидкости демонстрируют сложное, быстро меняющееся поведение, подобное наблюдаемому в вихрях (например, вода, стекающая в пробку или торнадо, возникающие в точках, где поднимается воздух), источники жидкости обычно создают простые схемы потока, а стационарные изотропные точечные источники создают расширяющаяся сфера новой жидкости. Если жидкость движется (например, ветер в воздухе или потоки в воде), из точечного источника образуется шлейф .

Примеры:

Загрязнение воздуха из дымовой трубы электростанции в крупномасштабном анализе загрязнения воздуха
Загрязнение воды из сброса сточных вод нефтеперерабатывающего завода в крупномасштабном анализе загрязнения воды
Утечка газа из трубы под давлением в лаборатории
Дым часто выходит из точечных источников в аэродинамической трубе , чтобы создать облако дыма, которое подчеркивает поток ветра над объектом.
Дым от локального химического пожара может развеваться ветром, образуя шлейф загрязнения.

Выбор точечного освещения

При выборе точечных светильников нужно обращать внимание

не только на материал, из которого изготовлен корпус и декоративные элементы, но и на гармоничное сочетание всех выбранных приборов. Если Вы собираетесь устанавливать много светильников в одной комнате, все они должны быть одинаковыми, а при креплении еще и основной люстры следите, чтобы выбранные приборы гармонировали.

Корпус точечного светильника может быть изготовлен из металла, стекла либо пластика. Стеклянные и металлические более дорогостоящие и практичные, а срок

их эксплуатации превышает пластиковые корпуса.

Декоративные элементы обычно делают из хрома или матовой латуни. Некоторые модели оснащены декоративными стеклянными подвесками, чашами, мини-плафонами.

Осветительные приборы такого плана могут быть поворотными и фиксированными. Возможность регулировки направления света удобна в том случае, когда светильник освещает небольшую определенную зону – прикроватную или возле зеркала, к примеру. Если вмонтировать в стену поворотные светильники, можно в любой момент приглушать свет

, разворачивая плафоны в другую сторону.

Кожух светильника может иметь открытый или закрытый вид. Последний хорош при использовании в помещениях с повышенной влажностью.

Чтобы рассчитать

требуемое количество ламп, измерьте площадь помещения и определите высоту, проанализировав наличие других источников света в комнате. Подсчитайте нужное количество, исходя из того, что на каждый метр квадратный должен располагаться один прибор мощностью не ниже 20 Вт. При установке точечных светильников в качестве дополнительных этимиправилами можно пренебречь и расположить приборы так, как хочется.