Визуализация архитектурного освещения

На что обратить внимание при выборе ландшафтных светильников

При выборе ландшафтных светильников следует обратить внимание на материал, из которого они сделаны. Для освещения на улице лучше выбрать светильники, опоры и каркасы которых сделаны из нержавейки, а колпаки и плафоны – из термостойкого стекла, полиметилметакрилата или поликарбоната

Осветительные приборы лучше всего приобретать в специализированных магазинах, где на них вам дадут гарантию качества.

Так же при проектировании ландшафтного дизайна следует учесть степень защиты IP. Все светильники, установленные на улице, должны быть защищены от дождя (IPX5)

Особое внимание нужно обратить на защиту светильников, размещенных вблизи воды и, тем более, размещенных в воде (подсветка бассейна, фонтана, пруда). Они должны иметь высокую степень защиты: IPX7 для первого случая и IPX8 для второго, где X показатель защищенности от пыли, а 7 и 8 — степень защиты от воды

Цветовая температура является еще одним важным параметром, на который необходимо обратить внимание при выборе светильников. Чем выше цветовая температура светового потока, тем свет холоднее

Источник света, с температурой свечения до 3500 К дает «теплый» (желтый) свет, а свыше этого значения уже «холодный» (белый) свет.

Создавая ландшафтное освещение нужно помнить некоторые принципы:

• теплый свет зрительно приближает объект, холодный наоборот — отдаляет;
• светильники с холодной цветовой температурой создают контрастное, резкое освещение и делают цвета более яркими, а с теплой, напротив, дают мягкий, спокойный, приглушенный свет;
• для создания классического стиля используйте симметричные композиции. Асимметрия же создает иллюзию движения и зрительно увеличивает площадь участка.

Экономическая составляющая тоже немаловажна. Ландшафтное освещение подразумевает создание целой осветительной системы, потребляющей много электроэнергии. Не стоит забывать и об обслуживании, которого требуют ландшафтные светильники. Для минимизации затрат на содержание такой системы необходимо выбирать энергосберегающие источники света там, где это возможно. На сегодняшний день наиболее экономичны в вопросе энергопотребления и обслуживания — светодиоды, но следует помнить, что лучшего эффекта удается добиться при комплексном подходе. Ландшафтные светодиодные светильники неприхотливы в эксплуатации, потребляют мало энергии, обладают меньшими габаритами, а также допускают легкое управление свечением и цветом, но исходная их стоимость велика.

Adobe Photoshop

Эффекты освещения в Photoshop

Парочку красивых эффектов в Photoshop, имитирующих эффекты освещения, вы найдете
используя меню Render.
Фильтр Lens Flare (линзовый блик) имитирует эффект, который возникает
в видоискателе вашего фотоаппарата, когда вы смотрите против солнца. Думаю,
этот эффект знаком всем, у кого есть фотоаппарат. На рисунке 1.121 показано,
как этот фильтр настраивается.

Рис. 1.121. Фильтр Lens Flare

Выбираете яркость бликов (движок Brightness) и тип линзы (секция Lens
Type) — у фотоаппаратов с различным фокусным расстоянием отблески выглядят
по-разному.
Устанавливаете центр блика, смещая крестик в окошке предварительного просмотра.
Нажимаете ОК и видите такую, примерно, картину, как на рисунке 1.122,
только в цвете.

Рис. 1.122. Фильтр Lens Flare

Фильтр Lighting Effect (эффект освещения) — один из самых сложно устроенных
плагинов фотошоповского набора (см. рис. 1.123). Он позволит имитировать
освещение одним или несколькими источниками цветного света, для каждого
из источников задать направление, расстояние от объекта и так далее.

В списке Style вас поджидает большой набор готовых стилей освещения —
одним источником света или несколькими, точечным (это называется Spotlight)
или рассеянным (Omni), белым светом или разными цветами.

Рис. 1.123. Эффекты освещения

Для ручной установки нового источника света берете мышкой кнопку-лампочку
под окошком просмотра и тащите на рисунок. Так же мышкой можете изменять
положение источника, направление, степень рассеяния.
Если взять источник мышкой и потащить с клавишей Alt, то получится копия.
При нескольких лампочках выбрать одну из них для редактирования вы сможете,
ткнув мышкой в полый кружок, обозначающий точку расположения этого источника
света (на нашем рисунке он расположен в центре эллипса).
Ненужную лампочку берете мышкой за центр и тащите в мусорный бачок.
Пару слов о настройках. В секции Light Type задаются параметры источника
света: тип его, цвет, интенсивность и степень фокусировки.
В секции Texture Channel собраны параметры освещаемого объекта: цвет (если
надо его подкрасить), блеск его поверхности (Gloss) и материал (Material)
— на что он больше похож по отражающей способности — на металл или на
пластик.
Самая нижняя секция Texture Channel позволяет не просто осветить объект,
но и воссоздать некоторую поверхность. Поверхность считывается из цветового
канала или альфа-канала.

Например, вы создаете канал Alpha 1, заливаете его текстурой, потом применяете
Lighting Effect к рисунку (к RGB, а не к альфе!). Выбираете в списке Texture
Channel строку Alpha 1. Эффект получается примерно такой, как на рисунке
1.124.

Рис. 1.124. Освещение с текстурой

Вообще, очень любопытной особенностью этого фильтра является способность
учитывать содержимое альфа-канала. Наш невесомый и неощутимый альфа-канал
вдруг начинает воздействовать на основное изображение, создавая на нем
тени. Даже если вы запишете в канал не текстуру, а скажем, надпись (как
на рис. 1.125), она все равно проявится на основном изображении, да еще
и в выпуклом (вогнутом) виде, освещенная тем же светом, что и весь рисунок.
Выпуклость-вогнутость задается переключателем White is High, а степень
этой выпуклости — движком Height.

Рис. 1.125. Проступили буквы

КВАНТОВАЯ ПРИРОДА СВЕТА. ДАВЛЕНИЕ СВЕТА. ФОТОЭФФЕКТ И ЭФФЕКТ КОМПТОНА

В результате изучения данной главы студент должен:

знать

• • проявления квантовой природы света;
• • гипотезу Планка и основные свойства фотона;
• • расчет давления фотонов, нормально падающих на поверхность;
• • уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта и его следствия;
• • эффект Комптона и вывод формулы Комптона;

уметь

• решать типовые прикладные физические задачи на гипотезу Планка, давление света, фотоэффект и эффект Комптона;

владеть

• • навыками использования стандартных методов и моделей математики применительно к гипотезе Планка, давлению света, фотоэффекту и эффекту Комптона;
• • навыками проведения физического эксперимента, а также обработки результатов эксперимента по гипотезе Планка, давлению света, фотоэффекту и эффекту Комптона.

Квантовая природа света. Фотоны

Квантовая физика — раздел физики, изучающий квантовую оптику и квантовую теорию излучения, атомную и ядерную физику, а также дающий представление о современной физической картине мира.

В соответствии с современными представлениями свет имеет двойственную корпускулярно-волновую природу: в одних явлениях свет обнаруживает свойства волн, а в других — свойства частиц. Волновые и квантовые свойства неотъемлемо дополняют друг друга. Волновые световые явления: интерференция, дифракция, поляризация, дисперсия — изучены волновой оптикой. При этом частицу (корпускулу) электромагнитного излучения называют фотоном или квантом. Квантовые световые явления: фотоэффект, эффект Комптона, давление света, линейчатость спектров испускания и поглощения атомов и молекул — изучаются квантовой оптикой. Мы привыкли, что волны на воде и бильярдные шары (частицы) совершенно не похожи друг на друга и проявляют себя абсолютно по-разному. Однако свет не обязан быть похожим на привычные нам объекты макромира и способен одновременно проявлять и волновые, и корпускулярные свойства.

Не всегда волну можно рассматривать как поток фотонов. Достаточно в опыте Юнга уменьшить интенсивность источника света (например, до уровня излучения одного фотона в час), а для регистрации интерференционной картины использовать фотопластинку. В таком опыте каждый фотон на фотопластинке регистрируется точкой и как частица локализован в пространстве. Однако но мере накопления информации о разных фотонах распределение точек не соответствует классическим представлениям о поведении частиц: на фотопластинке появляется характерная для волн интерференционная картина.

Фотон является элементарной частицей, движущейся в любой системе отсчета со скоростью света с и обладающей определенными энергией и импульсом. Энергия Е и импульс р частицы в соответствии с теорией относительности связаны через массу т частицы релятивистским инвариантом

При этом для движущегося в вакууме со скоростью света с фотона знаменатели релятивистских выражений для импульса и энергии (8.28) и (8.32) обращаются в нуль. Поэтому, чтобы эти выражения не давали бесконечность, логично обратить и числитель в нуль, предположив, что масса фотона равна нулю. Это предположение подтверждается электродинамическими расчетами и астрофизическими наблюдениями. Нулевая масса фотона позволяет получить из релятивистского инварианта простое выражение, связывающее энергию и импульс фотона:

В 1900 г. Макс Планк создал теорию теплового излучения (см. ниже), высказав гипотезу, что излучение электромагнитных волн происходит квантами (порциями) с энергией

где v — частота электромагнитной волны; h ~ 6,63 • 10 34 Дж • с — постоянная Планка. Часто используют также приведенную (перечеркнутую) постоян- h

ную Планка: h = —- ~ 1,05-10 34 Дж • с.

2 71

В развитие гипотезы Планка Альберт Эйнштейн предположил, что эта дискретность определяется не механизмом поглощения и испускания, а тем, что само излучение состоит из неделимых квантов энергии, поглощаемых или испускаемых только целиком. Это позволило Эйнштейну создать теорию фотоэффекта.

Из вышеприведенных формул несложно получить выражение для импульса фотона

где X — длина волны света.

В квантовой физике часто удобным оказывается использовать понятие волнового вектора /г, модуль которого (волновое число) выражается через длину волны света:

Легко получить, что энергия и импульс фотона симметрично выражаются через волновой вектор и приведенную постоянную Планка:

в векторном виде