土曜日, 6月 02, 2007

照明の問題の補足。

ここの補足です。照明、というか、照度とかの問題。

「立体投射角の法則」について、軽く触れてみます。

手書き図のような図で、垂直に光が入射するのではなく、斜めに入射する場合を考える。
光源の微小面積dSをとり、この微小面積の法線とP点方向のなす角をθとすると、P方向の高度Iは、

I=L×dS×cosθ

この微小光源とP点との距離をlとすると、P点の水平面照度dEは、
ランベルトの余弦の法則、距離逆2乗の法則から、

dE=dEh cosβ=LdS cosθ ・cosβ/l^2  (2)

次に、P点から半径1mの単位球を描き、光源の微小面積dSとP点とでできる錐体によって、
単位球上に切り取られる面積をdS'とすると、立体角の定義から、

dω=dS cosθ/l^2=dS'/l^2=dS'  (3)

(2)式を(3)式に代入して、

dE=L cosβdω=L cosβdS'  (4)

さらに、dS'を点Pを含む平面への正射影面積dS''とすると、

dS''=dS' cosβ  (5)

となる。よって、(4)、(5)式から、

dE=L cosβdS'=L cosβ×dS''/cosβ=LdS''  (6)

となる。よって、面光源SによるP点の水平面照度は、(6)式を積分して、

=∫sLdS''=LS''  (7)

となる。
つまり、P点の水平面照度は、単位球上の立体角dωの正射影面積を求めることにより得られるので、
(7)式を立体角投射の法則という。

正直、「専門外だもの」感が漂い、よくわかりませんが…。
図形が読み解ければなんとなくわかるのかもしれません。

メイン及び手書きに各値(単位)の相互関係などを書きたいと思います。
後は、こういうとこ参照ですかねぇ…。