В. В. Байнев
Список книг автора В. В. БайневПрименение kd-деревьев для оптимизации трассировки лучей в оптической системе
Статья посвящена описанию kd-деревьев и их применению в разработанном методе и алгоритме поиска пересечения луча с треугольниками в оптической системе. Они позволяют уменьшить количество просматриваемых элементов при поиске и, как следствие, ускорить процесс поиска пересечения луча с некоторой областью. Рассмотрены наиболее популярные разновидности деревьев, используемые при компьютерном моделировании, а также сущность, достоинства и недостатки kd-деревьев по сравнению с другими. Для описания оптимизирующих структур введены необходимые программные абстракции, используемые в разработанном комплексе. Подробно описан алгоритм трассировки лучей, оптимизированный с помощью kd-деревьев, произведена оценка его сложности. Для пояснения принципа SAH был приведен пример определения наилучшего расположения секущей плоскости для группы элементов, ограниченных одних объемом. Описан алгоритм подсчета числа элементов по обе стороны от плоскости разбиения. Представлен рекурсивный алгоритм обхода kd-дерева. Применение kd-деревьев позволяет значительно ускорить процесс моделирования трассировки лучей в оптической системе светового прибора для дальнейшего анализа его светотехнических характеристик.
Реализация и оптимизация алгоритма трассировки лучей в оптической системе
Статья посвящена описанию разработанных оптимизированных алгоритмов поиска пересечения луча с треугольником и взаимодействия световых лучей с оптической системой. Данные алгоритмы позволяют значительно ускорить процесс моделирования трассировки множества лучей в оптической системе светового прибора для дальнейшего анализа его светотехнических характеристик. В статье приведены интерфейсы взаимодействия этих алгоритмов с внешними модулями разработанного программного комплекса на языке C#. Приведен пример применения данного программного комплекса для моделирования светодиодного модуля на основе вторичной светодиодной оптики свободной формы.
Иерархические структуры и их компьютерная реализация в расчете светодиодных оптических систем
В статье рассмотрены оптические системы световых приборов, в том числе светодиодных. Описаны иерархические структуры в моделировании геометрии светодиодных модулей и световых приборов. Световой прибор в иерархической структуре представлен корневым элементом дерева, где корпус, оптическая система, источник света, защитное стекло, узел подвеса и др. представляют собой дочерние узлы. Для вычисления абсолютных координат узлов используются аффинные преобразования. Геометрия узлов моделируется с помощью триангуляционных сеток.
Компьютерный расчет и моделирование светодиодных осветительных систем
В статье рассмотрены оптические системы для светодиодов (СД). Проанализированы особенности применения вторичных оптических элементов в виде линз и отражателей для получения различных диаграмм направленности излучения светодиодов в пространстве. Автором сформулированы требования, предъявляемые к оптическим элементам. Рассмотрены особенности и проблемы расчета вторичных оптических систем. Кроме того, описаны возможности разработанного программного обеспечения для моделирования и исследования светодиодных осветительных систем.
Программная реализация моделей оптических систем для проектирования осветительных приборов
Статья посвящена исследованию возможностей трехмерного моделирования при проектировании современных осветительных приборов, разработке геометрических моделей для расчета их оптических систем. Осветительные приборы представляют собой большую группу светотехнических изделий, основную роль перераспределения света от источника света в которых выполняет оптическая система. Оптические системы отличаются устройством, способами функционирования, типами кривых сил света и методами расчета. Качество и назначение этих приборов определяются типом светораспределения, в связи с чем оптический расчет сводится к трассировке световых лучей, испущенных источниками света, на основании геометрических моделей. Авторами получена модель геометрии оптической системы, которая позволяет задавать форму осветительного прибора для дальнейшего проектирования и обеспечивает быстрый и точный светотехнический расчет. В разработанном алгоритме, построенном на эвристическом анализе путем последовательного наложения стандартных форм на поверхность сетки, использован метод опорных векторов. Такой подход привлекателен высокой скоростью расчета характеристик моделей осветительных приборов.