照明模擬技術(shù)引入室內設計教學(xué)論文
在學(xué)習、工作中，說(shuō)到論文，大家肯定都不陌生吧，借助論文可以達到探討問(wèn)題進(jìn)行學(xué)術(shù)研究的目的。你寫(xiě)論文時(shí)總是無(wú)從下筆？下面是小編收集整理的照明模擬技術(shù)引入室內設計教學(xué)論文，僅供參考，歡迎大家閱讀。
一、室內照明設計作業(yè)存在問(wèn)題及成因分析
筆者在多年的教學(xué)過(guò)程中發(fā)現，盡管很多學(xué)生照明設計作業(yè)的視覺(jué)效果較好，但在照明設計的理性思考方面一直存在一些問(wèn)題，與兄弟院校交流后得知，這些問(wèn)題在其它高校也普遍存在。主要是：1、學(xué)生在布置頂平面時(shí)，往往將重點(diǎn)放在燈具與頂平面的構圖關(guān)系上，很少主動(dòng)地思考光在室內空間可能產(chǎn)生的實(shí)際效果，僅憑視覺(jué)感受被動(dòng)地完成燈具布置；2、對照明器具的數量及可能產(chǎn)生的實(shí)際照度與亮度考慮得過(guò)少（更別提光源的功率、光色、燈具配光曲線(xiàn)等設計細節了），設計作業(yè)中常常出現照明器具布置數量過(guò)多的情況，若予以實(shí)施極易導致空間照度過(guò)大、亮度過(guò)高，并產(chǎn)生能源浪費的現象；3、3D效果圖中對燈光效果的模擬過(guò)于隨意，燈具數量與頂平面圖不吻合，即效果圖的燈具設置和頂平面的燈具布置是分離的，效果圖繪制過(guò)程中主要依據視覺(jué)效果增減燈具和調整亮度，并不與頂平面圖完全對應。事實(shí)上，這種繪圖方式也無(wú)可厚非，畢竟3D軟件研發(fā)者的初衷，就是靠繪圖者視覺(jué)的感受調整燈光效果，而非高仿真性，但問(wèn)題在于，工程實(shí)施的主要依據是頂平面圖，并非效果圖，那么要保證效果圖中的燈光效果在實(shí)際工程中能夠實(shí)現，這顯然不太可能。上述問(wèn)題的出現并持續存在，必定是教學(xué)過(guò)程中出現了問(wèn)題，究其原因，應有以下幾點(diǎn)：第一，教師、學(xué)生對照明設計方案的可實(shí)施性不夠重視。就多數情況而言，學(xué)生的課程作業(yè)基本以虛擬設計為主，實(shí)施的可能性較小，從而導致教師與學(xué)生過(guò)度迷戀紙面上的感性虛擬效果，較少理性地計算對實(shí)際照明效果有重要影響的物理數據；第二，照明專(zhuān)業(yè)教師匱乏。近些年，照明技術(shù)的進(jìn)展日新月異，照明設計也逐步走向專(zhuān)業(yè)化，然而，我國的照明設計教育依然比較落后，國內比較成熟的涉及照明專(zhuān)業(yè)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(wèn)題，如復旦大學(xué)的培養對象側重于光源與燈具的研發(fā)，相對國內急缺的照明設計人才的培養還有一定差距。教育的落后也導致了從事照明設計教育專(zhuān)業(yè)教師的不足，盡管?chē)鴥雀咝Ｊ覂仍O計專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設有照明設計課程，但任課教師多為非專(zhuān)業(yè)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(jué)效果，缺少對照明技術(shù)知識的傳授，教學(xué)效果并不理想；第三，教學(xué)設施不健全。光線(xiàn)是無(wú)形的，并不以物質(zhì)形態(tài)存在，它的這種特性也決定了教學(xué)的特殊性，即不通過(guò)實(shí)驗教學(xué)僅靠理論授課和虛擬設計難以真正讓學(xué)生理解照明，只有在真實(shí)的場(chǎng)景中體驗照明并對其進(jìn)行實(shí)測才能切實(shí)提高學(xué)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(xué)一直處于一種尷尬的境地，由于受經(jīng)費、師資能力等各種因素限制，絕大多數高校室內設計專(zhuān)業(yè)都缺少照明實(shí)驗室，造成學(xué)生沒(méi)有動(dòng)手操作并體驗照明的機會(huì )，更沒(méi)有實(shí)測各種光環(huán)境的條件，使學(xué)生無(wú)法真正理解照明物理量的視覺(jué)意義，始終無(wú)法調動(dòng)起教師的積極性和學(xué)生的興趣。由此可知，室內照明設計作業(yè)出現問(wèn)題的原因是多方面的，既有主觀(guān)原因也有客觀(guān)條件限制，短期內難以解決，當前迫切需要找到一種簡(jiǎn)單易行的.應對方法。實(shí)踐經(jīng)驗表明，照明模擬技術(shù)對輔助專(zhuān)業(yè)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(shù)引入室內照明設計課或室內設計專(zhuān)項課能一定程度上緩解上述問(wèn)題的發(fā)生。
二、照明模擬軟件的選取
將照明模擬技術(shù)引入室內設計教學(xué)，雖然難以解決光環(huán)境的真實(shí)體驗問(wèn)題，但有助于學(xué)生理解、掌握照明技術(shù)的基本知識，對學(xué)生深入認識照明物理量的視覺(jué)意義也有一定幫助。本文所指的照明模擬軟件不同于3D效果圖制作軟件，雖然這些軟件也能輸出三維的照明場(chǎng)景效果圖，但場(chǎng)景圖的照明效果與模型中照明器具的位置及參數有直接關(guān)系，換言之，模型中的照明器具是決定照明效果的關(guān)鍵因素（3D效果圖的照明效果并非完全是照明器具決定的，照明器具也沒(méi)有具體的燈具型號、照明功率等各項參數），這種照明效果更接近方案實(shí)施后的真實(shí)場(chǎng)景，具有高仿真性，對于這一點(diǎn)，照明模擬軟件與3D效果圖制作軟件有本質(zhì)的不同。一言以蔽之，如果學(xué)生能夠熟練使用照明模擬軟件，那么，在設計照明方案時(shí)也能較準確地控制照明的最終實(shí)施效果，因此，將軟件引入教學(xué)有其必要性。相關(guān)文獻表明，目前，市場(chǎng)上大約有50多款商業(yè)照明軟件，這些軟件有的側重于自然采光，有的側重于人工照明，至今并未發(fā)現能兼顧二者的照明模擬軟件。從輔助設計的角度出發(fā)，自然采光軟件方面：Ecotect、Radiance和Daysim比較適于設計專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習；人工照明軟件方面：比較成熟的是Agi32和Dialux，但Agi32價(jià)格昂貴，學(xué)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(yōu)點(diǎn)，適于學(xué)生學(xué)習、掌握。對照明設計專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言，自然采光和人工照明兩個(gè)方面的軟件都有必要掌握，但對于室內設計專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，只掌握一款人工照明軟件也基本能滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)學(xué)習的要求。主要原因是：1、自然采光軟件主要為建筑設計服務(wù)，對建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生比較重要，對室內設計專(zhuān)業(yè)的重要程度有所降低，相反，人工照明軟件對室內設計專(zhuān)業(yè)的學(xué)生比較重要；2、由于室內設計專(zhuān)業(yè)學(xué)制時(shí)間短（一般4年），學(xué)習課程門(mén)類(lèi)較多，在有限學(xué)制內安排多門(mén)照明軟件課，難度較大。因此，筆者建議，將人工照明模擬軟件Dialux引入室內設計教學(xué)即可。
三、Dialux引入室內設計教學(xué)的途徑與方法
照明模擬軟件Dialux是德國DIAL公司與多家國際知名燈具廠(chǎng)家聯(lián)合共同投資研發(fā)的一款人工光照明軟件（其自然光的計算能力較弱），1992年，該軟件正式推出，目前是歐洲最頂級的專(zhuān)業(yè)照明軟件之一。Dialux界面友好、使用簡(jiǎn)單，兼容性強，得到了眾多著(zhù)名燈具廠(chǎng)商的燈具插件支持，可廣泛用于建筑、景觀(guān)、道路、隧道等燈光場(chǎng)景計算、模擬。另外，該軟件版本更新較快，可免費下載使用，盡管有建模能力弱、渲染效果不真實(shí)等缺陷，但并不妨礙這款軟件在亞太地區的推廣，目前，已成為我國使用最廣泛的照明模擬軟件。Dialux軟件的主要操作流程是：首先搭建仿真模型并賦予材質(zhì)；然后置入家具和燈具；最后進(jìn)行照明計算，自動(dòng)生成報表。報表內容主要有燈具信息、測光結果、眩光值、3D效果圖、偽色圖、各室內界面的照度值、亮度值等�？梢哉f(shuō)，計算結果不僅有照明的視覺(jué)場(chǎng)景文件也有量化數據信息，能夠全面衡量照明方案的質(zhì)量。這種操作模式適于空間及燈具排列比較復雜的照明場(chǎng)景計算（如專(zhuān)賣(mài)店、餐廳等空間），輸出報表的內容也比較全面，但對于辦公室、教室等比較簡(jiǎn)單的照明場(chǎng)景，采用這種模式就過(guò)于麻煩。因此，Dialux從3.1版開(kāi)始，就提供了精靈操作模式，這種模式適于空間比較規則并采用均質(zhì)照明的設計方案，依據設計方案輸入空間尺寸、界面反射比、燈具款式、數量及位置等信息，軟件便可快速計算出工作面照度并渲染出燈光場(chǎng)景圖，盡管報表輸出內容較少，但操作過(guò)程極其方便、快捷，非常適合輔助辦公、學(xué)校、醫療等空間的照明方案設計。精靈模式的另一特點(diǎn)是操作界面易懂，即便使用者沒(méi)有受過(guò)專(zhuān)門(mén)的軟件培訓，也能很快了解、并掌握該模式的操作、使用方法。
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將Dialux引入室內設計教學(xué)，首先要解決軟件的學(xué)習問(wèn)題，結合室內設計專(zhuān)業(yè)的課程設置特點(diǎn)，軟件學(xué)習可從如下三個(gè)途徑解決。第一，開(kāi)設專(zhuān)門(mén)的Dialux軟件課。室內設計專(zhuān)業(yè)一般開(kāi)設Cad、3DMax、Photoshop等軟件課程，如果課時(shí)允許，可對教學(xué)計劃適當調整，將Dialux加入軟件課程，較早地解決該軟件的學(xué)習問(wèn)題，為后期的照明設計課和設計專(zhuān)項課打好基礎。筆者認為，20個(gè)課時(shí)基本能完成該課程的講授和學(xué)習。第二，在照明設計課中增加軟件學(xué)習內容。如果軟件課程中無(wú)法增加Dialux，也可以嘗試在照明設計課中學(xué)習。照明設計課主要解決照明基礎理論與照明設計問(wèn)題，但照明設計如果僅停留在概念和視覺(jué)層面，沒(méi)有光的量化信息，不能稱(chēng)之為完整的照明設計。盡管軟件學(xué)習會(huì )占用、擠壓本應用于方案設計的時(shí)間，但與專(zhuān)門(mén)的軟件課不同，在此階段學(xué)習Dialux，能夠很快用于輔助照明方案的設計，對于此，也可以說(shuō)是該課程學(xué)習Dialux的一個(gè)優(yōu)勢。第三，在設計專(zhuān)項課中學(xué)習Dialux�？梢哉f(shuō)，在設計專(zhuān)項課中學(xué)習該軟件，不是太好的途徑，畢竟設計專(zhuān)項課主要解決的是各類(lèi)空間的綜合設計問(wèn)題，涉及內容多，課程時(shí)間緊，而照明設計僅是設計專(zhuān)項中的一個(gè)要素而已。但各院校狀況不同，出于各種原因，有時(shí)也只能將Dialux設置在某個(gè)設計專(zhuān)項課中。如果采用這種途徑，也只能要求學(xué)生掌握Dialux精靈模式的操作即可（4個(gè)課時(shí)基本可以熟練掌握），換言之，通過(guò)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(huì )出現大的問(wèn)題，對于照明細節，則不能過(guò)于苛求。
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將Dialux引入室內設計教學(xué)可達到兩個(gè)目的：其一，對于均質(zhì)照明設計，學(xué)生通過(guò)反復模擬訓練，能夠掌握照明設計的一般規律，以此為基礎，在不依靠軟件的情況下，憑借模擬階段積累的經(jīng)驗，也可以順利完成照明方案而不會(huì )出現原則性錯誤；其二，對于非均質(zhì)復雜性照明設計，通過(guò)軟件的仿真模擬與計算，能發(fā)現設計方案存在的問(wèn)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，通過(guò)合適的教學(xué)方法將模擬技術(shù)與設計課程緊密結合至關(guān)重要，而方法的選擇要基于軟件的特性及課程的需要，可從如下兩個(gè)方面入手：第一，規則空間、均質(zhì)照明的教學(xué)方法。前文已經(jīng)提到，對于辦公、教學(xué)、醫療等以工作、學(xué)習為主的場(chǎng)所，其空間一般比較規則，主要采用均質(zhì)的一般照明方式。對此類(lèi)空間，可采用Dialux的精靈操作模式，通過(guò)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（照度標準參考建筑照明規范要求），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(zhì)排列燈具后進(jìn)行模擬計算，觀(guān)察燈光場(chǎng)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，可調整燈具數量然后再次計算，直至找到理想的照明方案。以此類(lèi)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，并對不同燈具照明方案的模擬結果進(jìn)行比較，經(jīng)反復對比，可初步掌握類(lèi)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(guān)察計算結果有什么變化規律。通過(guò)這種教學(xué)方法，第一個(gè)教學(xué)目的基本可以達到。第二，非規則空間、非均質(zhì)照明的教學(xué)方法。很多商業(yè)類(lèi)室內設計項目，其空間形態(tài)往往變化較大，照明方式也強調個(gè)性化、藝術(shù)化，對這類(lèi)空間的照明設計，不能說(shuō)沒(méi)有規律可循，但探尋個(gè)性化照明方案的設計規律本身沒(méi)有太大意義。因此，對商業(yè)類(lèi)空間的照明設計，采用Dialux對其仿真模擬，發(fā)現問(wèn)題并進(jìn)行方案修正更為重要。顯然，Dialux的精靈操作模式無(wú)法滿(mǎn)足這類(lèi)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(xué)方法不同，商業(yè)類(lèi)空間的教學(xué)應盡量與課程實(shí)踐相結合，如可在照明設計課中安排小型商業(yè)空間照明的設計任務(wù)，或在商業(yè)空間的設計專(zhuān)項課中，要求學(xué)生對設計專(zhuān)項的照明方案進(jìn)行模擬、計算，根據模擬結果，進(jìn)一步優(yōu)化設計。采用這種教學(xué)方法，學(xué)生經(jīng)過(guò)多個(gè)設計案例的實(shí)踐，基本可以熟練掌握Dialux輔助商業(yè)空間照明設計的流程與方法。
四、結語(yǔ)
照明設計一直是室內設計教學(xué)的難點(diǎn)，它既是美學(xué)問(wèn)題，也是技術(shù)問(wèn)題，二者不可偏廢。然而，出于多種主客觀(guān)原因，我國高校室內設計專(zhuān)業(yè)學(xué)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(shù)引入室內設計教學(xué)，并主張重點(diǎn)掌握Dialux軟件，基于Dialux的基本特性和操作模式，文中探討了將該軟件與相關(guān)課程結合的基本途徑和主要方法。盡管Dialux的引入能在一定程度上完善照明設計課內容，減少學(xué)生照明設計作業(yè)出現常識性錯誤的可能性，但軟件模擬仍是虛擬設計，不能解決光環(huán)境的真實(shí)操作和體驗問(wèn)題，因此，在可能的情況下，同時(shí)引入燈光實(shí)驗教學(xué)能更好地克服現存問(wèn)題，也更有實(shí)際意義。
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