Инструменты современного светового дизайна

Анна Кистенева

Развитие светотехники привело к тому,что возникла потребность в специалистах, которые могли бы выполнять проекты освещения с созданием художественного образа.

Световой дизайн - относительно новое направление в нашей стране и во всем мире. Развитие светотехники привело к тому, что возникла потребность в специалистах, которые могли бы выполнять профессионально, технически грамотно проекты освещения с созданием художественного образа. Сейчас дизайнеры по свету проектируют и архитектурно-художественную подсветку зданий, и нестандартные установки внутреннего освещения, в которых свет служит не просто функциональным элементом помещения, но и создает определенное настроение.

Светотехнический дизайн-проект состоит, как правило, из трех этапов.

Первый этап. Сначала дизайнер разрабатывает концепцию освещения в зависимости от назначения объекта и образа, который следует создать. Подбираются источники света и световые приборы.

Второй этап. Теперь необходимо провести светотехнический расчет. Это обязательный пункт светотехнического проекта, так как освещение имеет прежде всего функциональное назначение и должно удовлетворять принятым в этой области нормам. Для светотехнических расчетов существует множество программ, позволяющих, помимо основных светотехнических характеристик (яркость, освещенность), также вычислять качественные показатели освещения (показатель дискомфорта), экономические и энергетические характеристики осветительной установки (стоимость оборудования, потребляемую мощность установки). Практически у каждой крупной фирмы-производителя есть своя расчетная программа для собственной базы данных: Calculux (Philips), Litestar (SBP) и т. д. Существуют и универсальные программы для различных баз данных (DIALux) или с возможностью подключения любой базы (Relux). Иногда по результатам расчета приходится корректировать концепцию освещения, находить новые решения (рис. 1).

В принципе, для типовых проектов (офисы, производственные и бытовые помещения), не требующих разработки специального дизайна, светотехническая часть на этом этапе заканчивается. Далее идет расчет электрической части, составление и согласование необходимых документов, поставка оборудования, монтаж и т. д.

Третий этап. Заказчику, требующему разработки особого дизайна, необходимо наглядное представление идеи художника, т. е. визуализация. Для выполнения визуализации используется ряд графических программ, которые можно разделить на две группы: 2D- и 3D-графика.

Работы, выполненные при помощи пакетов 2D-графики (Photoshop, Corel Draw и т. п.), можно лишь условно назвать визуализацией, скорее, это графическое представление - картинка (рис. 2). Только специалисты с большим опытом работы в светотехнике способны более-менее верно воспроизвести реальную картину освещения. В основном работа выполняется на интуитивном уровне, без учета светотехнических характеристик материалов, источников света и световых приборов. Кроме того, этот метод подходит только для существующих объектов, так как за основу берется фотография или эскиз, с чем связаны определенные сложности. Но для более быстрой и "показательной" визуализации этот способ идеален.

Для визуализации более высокого уровня необходимо представление объекта в качестве трехмерной модели с последующим ее освещением, для создания которой применяются пакеты 3D-графики (3D Studio MAX, ArchiCad, AutoCad и т.д.) Такие мощные программы, как, например, 3D Studio MAX (рис. 3), позволяют смоделировать практически любой объект.Возможности ограничены только фантазией автора и, естественно, ресурсами компьютера. К сожалению, смоделировать реальное освещение при помощи программ такого типа довольно проблематично, потому что все они изначально созданы не для моделирования света. Светотехнические характеристики поверхностей (коэффициенты отражения, преломления, пропускания) и параметры источников света в них задаются достаточно условно и далеки от реальных.

Для решения подобных задач созданы специальные программы, позволяющие моделировать освещение с учетом физических законов распределения света, например Inspirer (рис. 4), Radiance и Lightscape. Последний - один из передовых инструментов визуализации и моделирования освещения для профессиональных дизайнеров, которые хотят иметь более точные и реалистичные представления того, как будут выглядеть их проекты при освещении реальными светильниками и с реальными материалами. Lightscape совмещает в себе два известных алгоритма расчета - radiosity (излучательность) и ray-tracing (трассировка лучей), что и дает возможность получать фотореалистичные изображения. Метод radiosity обеспечивает расчет диффузной составляющей освещения с учетом многократных отражений, в том числе, что очень важно, с учетом цвета, отраженного от поверхности света. Алгоритм ray-tracing позволяет точно рассчитать зеркальные отражения, пропускание и преломление света, а также формировать четкие тени от объектов (рис. 5).

Некоторые возможности этой программы:

• изменение параметров источников света и материалов в процессе расчета;
• задание реального светораспределения осветительного прибора и типа лампы;
• точное задание светотехнических характеристик материалов;
• просмотр сцены с разных точек зрения после расчета методом radiosity;
• расчет светотехнических величин (яркость, освещенность), позволяющий совместить этап светотехнического расчета с этапом визуализации.

Недостатком этой программы, несомненно, является длительность расчета в зависимости от сложности сцены. Для сокращения времени расчета существует множество дополнительных функций, например возможность исключения некоторых поверхностей из рассмотрения в процессе расчета, прерывание расчета с сохранением промежуточных данных, возможность регулирования параметров расчета, влияющих на точность визуализации на различных этапах работы, а также сетевой рендеринг. Так как Lightscape - программа для моделирования освещения, а не объектов, сцена создается в другой программе 3D-графики, совместимой с Lightscape (AutoCAD, 3D Studio VIZ и 3D Studio MAX), а затем экспортируется в Lightscape. Для достижения наилучшего результата дизайнеры обычно используют несколько различных программ, комбинируя 2D- и 3D-графику.