Design de Iluminação [3]

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3. Implementação

Uma das vantagens desta abordagem é a sua independência em relação a programas computacionais de cálculo de iluminação global, excluindo-se aqueles que não cumprem requisitos fundamentais. Alguns desses requisitos são: Qualquer programa que cumpra pelo menos estes requisitos pode ser usado como motor de cálculo na nossa abordagem. O software RADIANCE [War94] é actualmente considerado dos melhores no âmbito da simulação da iluminação global. Saliente-se que quase todos os programas de EF existentes (na maioria baseados em radiosidade) não cumprem as especificações necessárias para servir de motor de cálculo à nova abordagem, excepto aqueles que usam radiosidade e wavelets (porém, gastam muito tempo de processamento).

O RADIANCE exige que as amostragens para cálculo de iluminação sejam feitas com um número elevado de amostras, a fim de se conseguir uma variância baixa no cálculo e de se poder garantir níveis de erro aceitáveis. Verificou-se que 512 amostras geravam resultados satisfatórios. Porém, não existe ainda um método analítico para conhecer os erros de aproximação durante os cálculos de iluminação. Este é um tópico que merece mais investigação dada a sua importância.

Apesar da aplicabilidade da nova abordagem pretender ser geral, parece-nos importante concentrar a sua aplicação a espaços de trabalho convencionais tipo escritório, para os quais existem métodos empíricos que podem servir como comparação [Leu94] [Lup96].

3.1. Dados de Entrada

A entrada de dados realiza-se através da definição de luminárias inversas (IL's) na cena, o qual é feito através de um interface gráfico interactivo que mostra a geometria da cena e permite esse tipo de interacção. Assume-se na nova abordagem que a geometria da cena e os materiais são predefinidos e que não são o objectivo da simulação em si. As IL's podem ser de dois tipos básicos (pontual ou de área, Figura 2). Posteriormente, poderá ser relevante definir outro tipo de objectivos, mais relacionados com a experiência prática dos especialistas, tais como critérios de conforto visual, níveis de iluminação, normas, etc.
a) Pontual - b) Área
Fig. 2 - Tipos de Luminária Inversa (IL)

A existência prévia de luminárias convencionais (DL's) numa cena em estudo é também um aspecto importante a ter em conta. O simples facto de existirem inicialmente DL's influencia a satisfação dos objectivos de iluminação e pode até colidir com eles. A definição das IL's (os objectivos de iluminação pretendidos) tem de ser monitorizada no sentido de despistar imediatamente situações fisicamente impossíveis. Esta impossibilidade pode ser resolvida sugerindo a utilização de dispositivos geométricos bloqueadores ou direccionadores. Note-se que a determinação de novas luminárias da cena é altamente influenciável pelas DL's iniciais existentes.

3.2. Simulação da Iluminação Inversa

Conhecidos a geometria, materiais da cena e luminárias inversas, procede-se, nesta fase, à simulação da iluminação global inversa. O resultado é um conjunto de pontos sobre a geometria da cena que contém, para cada IL, a sua distribuição esférica de radiância, assim como informação adicional (gradientes de variação da irradiância, etc). Previamente, podem definir-se zonas de interesse e somente nessas zonas será efectuada a simulação e a geração de informação para as fases seguintes. Esta fase tem de ser calculada através de iluminação global, no caso geral, podendo ser efectuada por algoritmos simplificados tipo radiosidade para ambientes totalmente difusos.

3.3. Análise da Iluminação Inversa

Depois de calculados os efeitos das IL's sobre a cena, vários tipos de análise podem ser realizados. Se existem DL's a validar, a combinação destas com as IL's pode ajudar a validar a solução de iluminação, usando para esse efeito pontos escolhidos da cena. A análise de distribuições de radiância inversa permite a detecção de situações potenciais de ofuscamento, sobre-iluminação, etc. A determinação de regiões mais importantes para a colocação de DL's é também um resultado interessante, sobretudo se, nessa determinação, for levada em conta a distribuição emissora característica de diferentes tipos de luminárias (reais ou não).
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