照明模擬技術引入室內設計教學論文

照明模擬技術引入室內設計教學論文

　　在學習、工作中，說到論文，大家肯定都不陌生吧，藉助論文可以達到探討問題進行學術研究的目的。你寫論文時總是無從下筆？下面是小編收集整理的照明模擬技術引入室內設計教學論文，僅供參考，歡迎大家閱讀。

　　一、室內照明設計作業存在問題及成因分析

　　筆者在多年的教學過程中發現，儘管很多學生照明設計作業的視覺效果較好，但在照明設計的理性思考方面一直存在一些問題，與兄弟院校交流後得知，這些問題在其它高校也普遍存在。主要是：1、學生在佈置頂平面時，往往將重點放在燈具與頂平面的構圖關係上，很少主動地思考光在室內空間可能產生的實際效果，僅憑視覺感受被動地完成燈具佈置；2、對照明器具的數量及可能產生的實際照度與亮度考慮得過少（更別提光源的功率、光色、燈具配光曲線等設計細節了），設計作業中常常出現照明器具佈置數量過多的情況，若予以實施極易導致空間照度過大、亮度過高，併產生能源浪費的現象；3、3D效果圖中對燈光效果的模擬過於隨意，燈具數量與頂平面圖不吻合，即效果圖的燈具設定和頂平面的燈具佈置是分離的，效果圖繪製過程中主要依據視覺效果增減燈具和調整亮度，並不與頂平面圖完全對應。事實上，這種繪圖方式也無可厚非，畢竟3D軟體研發者的初衷，就是靠繪圖者視覺的感受調整燈光效果，而非高模擬性，但問題在於，工程實施的主要依據是頂平面圖，並非效果圖，那麼要保證效果圖中的燈光效果在實際工程中能夠實現，這顯然不太可能。上述問題的出現並持續存在，必定是教學過程中出現了問題，究其原因，應有以下幾點：第一，教師、學生對照明設計方案的可實施性不夠重視。就多數情況而言，學生的課程作業基本以虛擬設計為主，實施的可能性較小，從而導致教師與學生過度迷戀紙面上的感性虛擬效果，較少理性地計算對實際照明效果有重要影響的物理資料；第二，照明專業教師匱乏。近些年，照明技術的進展日新月異，照明設計也逐步走向專業化，然而，我國的照明設計教育依然比較落後，國內比較成熟的涉及照明專業的院系較少，而僅有的這些院系在照明設計人才的培養上也存在各種問題，如復旦大學的培養物件側重於光源與燈具的研發，相對國內急缺的照明設計人才的培養還有一定差距。教育的落後也導致了從事照明設計教育專業教師的不足，儘管國內高校室內設計專業都開設有照明設計課程，但任課教師多為非專業人員，他們更注重照明燈具的造型設計，照明的表現手法與視覺效果，缺少對照明技術知識的傳授，教學效果並不理想；第三，教學設施不健全。光線是無形的，並不以物質形態存在，它的這種特性也決定了教學的特殊性，即不透過實驗教學僅靠理論授課和虛擬設計難以真正讓學生理解照明，只有在真實的場景中體驗照明並對其進行實測才能切實提高學生的照明設計水平。然而，我國多數院校的室內照明設計教學一直處於一種尷尬的境地，由於受經費、師資能力等各種因素限制，絕大多數高校室內設計專業都缺少照明實驗室，造成學生沒有動手操作並體驗照明的機會，更沒有實測各種光環境的條件，使學生無法真正理解照明物理量的視覺意義，始終無法調動起教師的積極性和學生的興趣。由此可知，室內照明設計作業出現問題的原因是多方面的，既有主觀原因也有客觀條件限制，短期內難以解決，當前迫切需要找到一種簡單易行的.應對方法。實踐經驗表明，照明模擬技術對輔助專業設計的作用日益突出，在國內外得到了普遍認可，因此，筆者認為，將照明模擬技術引入室內照明設計課或室內設計專項課能一定程度上緩解上述問題的發生。

　　二、照明模擬軟體的選取

　　將照明模擬技術引入室內設計教學，雖然難以解決光環境的真實體驗問題，但有助於學生理解、掌握照明技術的基本知識，對學生深入認識照明物理量的視覺意義也有一定幫助。本文所指的照明模擬軟體不同於3D效果圖製作軟體，雖然這些軟體也能輸出三維的照明場景效果圖，但場景圖的照明效果與模型中照明器具的位置及引數有直接關係，換言之，模型中的照明器具是決定照明效果的關鍵因素（3D效果圖的照明效果並非完全是照明器具決定的，照明器具也沒有具體的燈具型號、照明功率等各項引數），這種照明效果更接近方案實施後的真實場景，具有高模擬性，對於這一點，照明模擬軟體與3D效果圖製作軟體有本質的不同。一言以蔽之，如果學生能夠熟練使用照明模擬軟體，那麼，在設計照明方案時也能較準確地控制照明的最終實施效果，因此，將軟體引入教學有其必要性。相關文獻表明，目前，市場上大約有50多款商業照明軟體，這些軟體有的側重於自然採光，有的側重於人工照明，至今並未發現能兼顧二者的照明模擬軟體。從輔助設計的角度出發，自然採光軟體方面：Ecotect、Radiance和Daysim比較適於設計專業學生學習；人工照明軟體方面：比較成熟的是Agi32和Dialux，但Agi32價格昂貴，學生難以接受，Dialux具有易用性好、計算精確度高、可免費使用等優點，適於學生學習、掌握。對照明設計專業的學生而言，自然採光和人工照明兩個方面的軟體都有必要掌握，但對於室內設計專業的學生，只掌握一款人工照明軟體也基本能滿足專業學習的要求。主要原因是：1、自然採光軟體主要為建築設計服務，對建築學專業的學生比較重要，對室內設計專業的重要程度有所降低，相反，人工照明軟體對室內設計專業的學生比較重要；2、由於室內設計專業學制時間短（一般4年），學習課程門類較多，在有限學制內安排多門照明軟體課，難度較大。因此，筆者建議，將人工照明模擬軟體Dialux引入室內設計教學即可。

　　三、Dialux引入室內設計教學的途徑與方法

　　照明模擬軟體Dialux是德國DIAL公司與多家國際知名燈具廠家聯合共同投資研發的一款人工光照明軟體（其自然光的計算能力較弱），1992年，該軟體正式推出，目前是歐洲最頂級的專業照明軟體之一。Dialux介面友好、使用簡單，相容性強，得到了眾多著名燈具廠商的燈具外掛支援，可廣泛用於建築、景觀、道路、隧道等燈光場景計算、模擬。另外，該軟體版本更新較快，可免費下載使用，儘管有建模能力弱、渲染效果不真實等缺陷，但並不妨礙這款軟體在亞太地區的推廣，目前，已成為我國使用最廣泛的照明模擬軟體。Dialux軟體的主要操作流程是：首先搭建模擬模型並賦予材質；然後置入傢俱和燈具；最後進行照明計算，自動生成報表。報表內容主要有燈具資訊、測光結果、眩光值、3D效果圖、偽色圖、各室內介面的照度值、亮度值等。可以說，計算結果不僅有照明的視覺場景檔案也有量化資料資訊，能夠全面衡量照明方案的質量。這種操作模式適於空間及燈具排列比較複雜的照明場景計算（如專賣店、餐廳等空間），輸出報表的內容也比較全面，但對於辦公室、教室等比較簡單的照明場景，採用這種模式就過於麻煩。因此，Dialux從3.1版開始，就提供了精靈操作模式，這種模式適於空間比較規則並採用均質照明的設計方案，依據設計方案輸入空間尺寸、介面反射比、燈具款式、數量及位置等資訊，軟體便可快速計算出工作面照度並渲染出燈光場景圖，儘管報表輸出內容較少，但操作過程極其方便、快捷，非常適合輔助辦公、學校、醫療等空間的照明方案設計。精靈模式的另一特點是操作介面易懂，即便使用者沒有受過專門的軟體培訓，也能很快了解、並掌握該模式的操作、使用方法。

　　（一）引入途徑

　　將Dialux引入室內設計教學，首先要解決軟體的學習問題，結合室內設計專業的課程設定特點，軟體學習可從如下三個途徑解決。第一，開設專門的Dialux軟體課。室內設計專業一般開設Cad、3DMax、Photoshop等軟體課程，如果課時允許，可對教學計劃適當調整，將Dialux加入軟體課程，較早地解決該軟體的學習問題，為後期的照明設計課和設計專項課打好基礎。筆者認為，20個課時基本能完成該課程的講授和學習。第二，在照明設計課中增加軟體學習內容。如果軟體課程中無法增加Dialux，也可以嘗試在照明設計課中學習。照明設計課主要解決照明基礎理論與照明設計問題，但照明設計如果僅停留在概念和視覺層面，沒有光的量化資訊，不能稱之為完整的照明設計。儘管軟體學習會佔用、擠壓本應用於方案設計的時間，但與專門的軟體課不同，在此階段學習Dialux，能夠很快用於輔助照明方案的設計，對於此，也可以說是該課程學習Dialux的一個優勢。第三，在設計專項課中學習Dialux。可以說，在設計專項課中學習該軟體，不是太好的途徑，畢竟設計專項課主要解決的是各類空間的綜合設計問題，涉及內容多，課程時間緊，而照明設計僅是設計專項中的一個要素而已。但各院校狀況不同，出於各種原因，有時也只能將Dialux設定在某個設計專項課中。如果採用這種途徑，也只能要求學生掌握Dialux精靈模式的操作即可（4個課時基本可以熟練掌握），換言之，透過精靈模式輔助照明設計，至少能保證設計方案中燈具的款式及數量不會出現大的問題，對於照明細節，則不能過於苛求。

　　（二）引入方法

　　將Dialux引入室內設計教學可達到兩個目的：其一，對於均質照明設計，學生透過反覆模擬訓練，能夠掌握照明設計的一般規律，以此為基礎，在不依靠軟體的情況下，憑藉模擬階段積累的經驗，也可以順利完成照明方案而不會出現原則性錯誤；其二，對於非均質複雜性照明設計，透過軟體的模擬模擬與計算，能發現設計方案存在的問題與不足，以模擬結果為參照依據，可將原照明方案修正得更為合理。為達到上述目的，透過合適的教學方法將模擬技術與設計課程緊密結合至關重要，而方法的選擇要基於軟體的特性及課程的需要，可從如下兩個方面入手：第一，規則空間、均質照明的教學方法。前文已經提到，對於辦公、教學、醫療等以工作、學習為主的場所，其空間一般比較規則，主要採用均質的一般照明方式。對此類空間，可採用Dialux的精靈操作模式，透過系列照明模擬訓練掌握照明設計的基本規律。方法是：設定空間原型和照度標準（照度標準參考建築照明規範要求），選用一款常用的照明器具（格柵燈具或筒燈）作為一般性照明的光源，均質排列燈具後進行模擬計算，觀察燈光場景效果圖、等照度圖和測光結果，若工作面照度計算結果與設定標準相差太大，可調整燈具數量然後再次計算，直至找到理想的照明方案。以此類推，在保持空間三維尺寸和照度標準不變的情況下，依次改變常用照明器具，並對不同燈具照明方案的模擬結果進行比較，經反覆對比，可初步掌握類似空間照明器具的選用與排列規律。以此為基礎，還可以在不改變照明器具款式的情況下，改變空間的尺寸和燈具數量，觀察計算結果有什麼變化規律。透過這種教學方法，第一個教學目的基本可以達到。第二，非規則空間、非均質照明的教學方法。很多商業類室內設計專案，其空間形態往往變化較大，照明方式也強調個性化、藝術化，對這類空間的照明設計，不能說沒有規律可循，但探尋個性化照明方案的設計規律本身沒有太大意義。因此，對商業類空間的照明設計，採用Dialux對其模擬模擬，發現問題並進行方案修正更為重要。顯然，Dialux的精靈操作模式無法滿足這類空間照明模擬的要求，需要使用另一種更復雜的操作模式。與第一種教學方法不同，商業類空間的教學應儘量與課程實踐相結合，如可在照明設計課中安排小型商業空間照明的設計任務，或在商業空間的設計專項課中，要求學生對設計專項的照明方案進行模擬、計算，根據模擬結果，進一步最佳化設計。採用這種教學方法，學生經過多個設計案例的實踐，基本可以熟練掌握Dialux輔助商業空間照明設計的流程與方法。

　　四、結語

　　照明設計一直是室內設計教學的難點，它既是美學問題，也是技術問題，二者不可偏廢。然而，出於多種主客觀原因，我國高校室內設計專業學生的照明設計方案很難兼顧二者。對此，本文提出將照明模擬技術引入室內設計教學，並主張重點掌握Dialux軟體，基於Dialux的基本特性和操作模式，文中探討了將該軟體與相關課程結合的基本途徑和主要方法。儘管Dialux的引入能在一定程度上完善照明設計課內容，減少學生照明設計作業出現常識性錯誤的可能性，但軟體模擬仍是虛擬設計，不能解決光環境的真實操作和體驗問題，因此，在可能的情況下，同時引入燈光實驗教學能更好地克服現存問題，也更有實際意義。