解决阶段
这部分包含如下课程:
■从准备阶段转换到解决阶段 ■整体处理参数 ■进行解决 ■显示并调整纹理 ■在解决阶段改变光源 ■在解决阶段改变材料
从准备阶段转换到解决阶段
◆ 打开文件lesson11.lp开始此课;或继续教程,如果它还在运行的话。
1.选取文件(File)>打开(open)打开(open)对话框显现 2.改变目录到C:\Win32app\lvs\profects\tutorial 3.双击lesson11.1p 4.重复先前设置路径环境的步骤
◆ 设置准备网格的值
在进行光能传递计算之前,Lightscape使用此值决定表面是否能被划分为更小的部分,和更多的规则多边形。
1.选取处理(Process)>参数(Parametere) 2.在界值(Tolerances)组框,令初始化最小区域(Initialization Min area)为36 3.单击确定(OK)
◆ 初始化几何数据,开始解决阶段
初始化是通过改变文件结构(但不改变外表形式)来描述一个分析几何形状,材料和光线处理过程的时期,且产生一个可以在其上进行光能传递计算的模型。
在此阶段会发生以下几种事:
■ 关闭图层及其上的所有几何图形将被删除 ■ 共面并有相同属性的表面将被合并为一个大表面 ■ 表面将在初始化最小区域的处理参数设置基础上产生准备网格 ■ 所有的图块分解为它们原来的表面 ■ 一些在准备阶段的功能不能再使用,相反一此在准备阶段不能使用的功能现在能使 用。但大多数功能不受影响。
最后,你在准备阶段操作的文件其后缀,即扩展名变成(.ls),这个新文件不一定要保存在硬盘上,直到你执行文件(File)>保存(save)为止。如果你想用另一名字保存这个文件,使用文件(File)>另存(Save as)。
1.在工具条上单击实体(Solid) 2.选取处理(Process)>初始化(Initiate)或在工具条上单击初始化(Initiate) 3.单击No,不保存改变此模型被子初始化,且在标题栏显示的当前文件名变成是Lessonll.ls,屏幕显得很黑,因为光仍未被“打开”(turn on)。 4.在工具条(Toolbar)中单击线框(Wireframe) 注意准备网格对梁和柱的影响 5.在工具条上单击实体(Solid)。
全局处理参数
◆ 打开文件lesson12.ls开始此课;或可继续教程,如果它还在运行的话。
1.选取文件(File)>打开(open)打开(open)对话框显现 2.改变目录到C:\Win32app\lvs\projects\tutorial 3.应击lesson 12.ls你需在List File of Type组合框中选取Solution Files(*.ls),以便好找解决文件。 4.重复先前设置路径环境的步骤。
简述处理参数
在初始化后,你的模型就准备进行光能传递的光线模拟。在处理期间,你模型表面将被化分或一个个能量样点的网格。捕捉一个表面光照的网格元素数量将依赖这个表面的光照复杂度。划分得越细,需要精确捕捉光照的网格元素数量就越多。另一方面,网格元素数量越大,用于显示的所需内存和时间就越多。
你可以通过用大量的参数控制速度/内存的平衡质量。这些参数分成两大部分:全局处理参数和局部处理参数。全局处理参数影响整个模型的模拟。局部处理参数修改特定表面的控制参数。这给你一个更高级的控制来获取你想要的平衡。你是否能成功使用Lightscape,主要就是紧紧依赖是否能设置适当的处理参数。关于处理参数的更多细节,请参阅《用户手册》的“解决”一章。在这课中我们将看到在光能传递处理中这些参数的作用。
◆ 在全局处理参数中设置接收面网格控制。
全局处理参数中,影响模型尺寸大小的最重要的一组处理参数就是接收面网格控制。这些控制确定Lightscape中产生的任一网格元素的最大值和最小值。 1.选取处理(Process)>参数(Parameters) 2.在受光面(Receives)组框令网格空间(Mesh Spacing)Min为6 3.在受光面(Receives)组框令网格空间(Mesh Spacing)Max为48
◆ 在全局处理参数中设置光源网格控制
就象表面接收光线时,表面被划分(取样),当表面反射光线时,也一样被取样划分。差别是光源的样本(主要光源)或表面(次要光源)会经常根据光源和发射光线到的表面之间的关系而改变。如果要发射到的表面非常远,它就不必象较近的表面那样多地被取样。
这个光源样本不必被作为模型一部分被保存,象接收面网格所做一样。它在一个特定计算中被产生,然后被丢弃。在光源取样中使用更高的参数,因此,对内存的使用不会有不良后果。但是它对计算一个处理所需的时间有非常大的影响。了解光源网格控制,不象接收面网格控制那样能直接获得,因为你不能看到象使用接收面网格控制那样产生的效果。关于更多信息,请参阅《用户手册》的“解决”一章
1.在光源(Source)组框,令主要光源(Primary Source)Min为6 2.在光源(Source)组框,令次要光源(Sccondary Source)Min为12 3.在光源(Source)组框,令次要光源(Secondary Source)Max为48
◆ 在全局处理参数中设置划分对比界值
模拟处理与其使用一个均一的网格元素,不如使用一种更高明的适应划分,在包含更小光照细节(如阴影边界)的区域产生更小的元素,在光照相对恒定的地方产生较大的元素。在分配处理资源到需要它们的模型区域中的过程中,这是一种非常有效的技术。
模拟处理由计算当前光源到初始表面网格顶点的分布开始。对于每一个网格元素,系统都比较其顶点的最暗和最亮差距来计算一个元素的光照对比值估计。(光照对比值=差距/最亮点)一个小的对比值(接近0)表明一个近乎一致的光照度,一个大的对比值(接近1)表明好光照可通过这个网格元素。
如果网格元素的光照对比值大于划分对比界值,这个网格元素将被划分为四个相似的更小元素,且为新的网格元素顶点计算新的光照值。这个新元素的光照对比值会继续与界值比较,可能会引起更多的划分。这个处理过程会持续到网格元素小地足够精确产生所注意表面的光照,或者到达最小限度的网格空间为止。
1. 在接收(Receive)组框,令划分对比度界值(Subdivision Contrast Threshold)为0.80
◆ 在全局处理参数中设置光源划分精确度
当从一个面(矩形)光源或线形光源发射光能时,光源划分精确度参数控制如何使用发射点。Lightscape提供设置主要光源不同于次要光源的控制。
当光源划分精确度被设为0,光源被看作是点光源。这就是说,所有积聚在光源中的固有能量是从表面的几何中心的一个点发射出来的。当光源划分精确度增长时,用于发射光线的位置数量也同样增长。
最小值被用于约束发射位置的变换次数。如果你平方最小值,你将达到一个发射区域的最小面积。例如,如果你的最小值设为6英寸,那么发射区域的最小面积将是36平方英寸。如果你设置一个2x4的面光源,且将主要光源精确度设为最高值,那么发射位置伸展越过表面的最大数量是16。在两级划分发生之后,最小区域将是6x12英寸的一个区域。
1.在光源(Source)组框,令主要光源划分精确度(Primary Source Subdivision Accuracy)为0.25 2.在光源(source)组框,令次要光源划分精确度(Secondary Source Subdivision Accuracy)为0.25 3.在光源(source)组框,令阴影格子大小(shadow Grid Size)为Two
◆打开阴影
使用Lightscape,你可控制主要光源和次要光源是否投射阴影。两者的缺省项都是投射阴影。在此过程中,你要确认阴影被设置和不设置仅主要光源阴影,以致全部光源都能投射阴影。
1.在处理(process)组框,单击阴影(shadows)检查框和设置阴影(shadows)为打开 2.在处理(process)组框,单击主要光源(primary)检查框,设置仅打开主要光源(primary-shadow-only)选项关闭。
◆ 设置Lightscape使用纹理来过滤反射光线的颜色。
纹理参数控制当计算光能传递时,是否考虑使用纹理。
当打开这个参数时,光线能过带纹理材料的透明物体时将会被对应的纹理值过滤颜色。这种情况的一个典型的例子是带污垢的玻璃窗。
而且,当纹理参数打开时,一个带纹理的表面通过对应的纹理值着色射入的光线,反射光线到环境中。这个性能可产生更精确的颜色混合效果。一般来说,如果你在模型的材料中使用纹理,你应在模拟时使用纹理来获得一个精确结果。如果你在模拟时禁止纹理功能来节省内存,你可通过设置带纹理材料的反射系数与它们纹理反射系数平均值相等,来保持一定的精确度。关于更多的详情,请参阅《用户手册》的“解决”一章。
1.在处理(Process) 组框,单击纹理(textures)检查框,打开此性能 2.单击确定(OK)
◆ 改变亮度和对比度设置
因为每个显示器都不是完全相等的,使用Lightscape你可以调整亮度和对比度。这些设置有助于你更好地调节,处理过程。
1.选取编辑(edit)>特性(Properties) 2.单击显示(Display)标号 3.设置亮度(Brightness)为65 4.设置对比度(Contrast)为50
◆ 改变背景题色
用Lightscape你能改变各项的颜色,例如背景颜色,线框颜色和网格轮廓颜色。
1.单击颜色(colors) 2.设置颜色组合框为HSV 3.设置H(Hue)为240 4.设置S(Saturation)为0.50 5.设置V(Value)为0.50 6.单击对应背景(Background)按钮的左箭头这样便指定编辑的颜色给背景(Background)颜色。 7.单击确定(OK)
处理解决
◆ 打开文件lesson13.ls开始此课;或可继续教程,如果它还在运行的话。
1.文件(File)>打开(open)打开(open)对话框显现 2.改变目录到C:\Win32app\lvs\projects\tutorial 3.双击lesson13.ls你需要在List Files of Type组合框中选取Solution File(*.ls),以便找到解决文件。 4.重复先前设置路径环境的步骤
◆ 开始处理解决
这个模拟在成功的迭代中被计算。在每一次迭代中,系统选取最亮的光源,并计算它对场景中所有表面的分布。
一旦所有的主要光源被计算后,系统就开始计算表面间的光线漫反射。在每一次迭代中,系统选取最亮的反射表面,并计算它对环境其它部分的分布。
这个处理过程称为优化(profressive refinement),因为在每一次迭代中,光能传递处理都被优化,就是说,它最后结果的较好的近似。
原理上,这个优化处理会继续进行,直到所有多重漫反射被计算为止。然而实际上,这个模拟过程非常迅速地向最终结果收敛,以致于在仅是一小部分表面(但是它们非常重要)将其光线分布反射回环境中之后,成功的迭代之间的视觉差异,就变得难以察辨。
在这个模型中,有21个主要光源:两块被设置为窗口的玻璃面板(原来有8个,但在初始化处理期间,Lightscape将在两边的玻璃面板分成两块长的面板);12个垂灯架装置,7个置于凹处的向下灯。如果天空情况设为清晰(clears),这将会有一个更主要的光源----太阳。这些光源发射出的能量首先是日光,接着是AREAUPLIGHTS和DONLIGHTS。
1.在工具箱单击实体(Solid) 2.选取处理(Process)>开始(Go)或在工具条上单击开始(Go)当处理继续时,观察统计数据
这时显现在图形窗口左下角的两个信息是迭代次数和总光能分布的百分率。观察屏幕上的绿色高高处,会让你知道此时光源投射到哪里。最先两次迭代(窗口)的处理会花费几分钟。
◆ 当能量分布百分率超过65%时,停止处理
当处理朝着100%行进时,它确实移向能量守恒状态,也就是说,这个状态不在有任何能量必射或反射。这种情况被称为完全收敛。你很少会到达这种状态,且它只是你力求得到一个高精确度的解决结果时才显得重要。在进行一定次数的迭代之后,每次迭代之间的差异不再被你的眼睛察觉时,就可以停止处理了。
1.当能量分布百分率超过65%,选最处理(Process)>停止(Stop)或在工具条上单击停止(Stop)在当前迭代完成之后,处理将会停止,这需要你等到一会儿。
◆ 用网格模式显示模型,并观察网格被组成的方法
通过正确使用全局和局部处理参数,Lightscape让你完全控制时间和内存的平衡质量。当你开始一个模拟时,你必须首先为一个特定任务的需要建立质量级别。一个快速设计研究将不需要象最终图形产品那样精确的质量级别。一旦你有了所要的质量级别,你的下一个任务就是决定设置优化质量要求的处理参数。优化解决将使用最小数量的网格元素表达质量要求。虽然如果你是一个新用户,大量的全局和局部处理参数可能看上去非常复杂,但你会发现随着你不断深入地使用Lightscape,最理想的设置变得很容易直观获得。
1.在工具条上单击轮廓(Outlined) ◆ 用实体(实体(Solid))模式显示模型,并尝试转动它。
通过调整视图,感受交互式显示的速度。
1.在工具条上单击实体(Solid) 2.调整视图
◆ 用文件记录统计数据,并给这幅图像一个快照
你将使用网格元素的数目和运用审美观尝试获取更高质量的多边形计算性能。如果一切按计划进行,你现在应有接近7000个网格元素。
1.选取处理(Process)>状态(statistics)
注意在模型中的网格元素数量显示在状态条上。
◆ 重设处理,改变接收面的最小网格空间值(Receive Mesh Spacing Mininmum)为3英寸,再开始处理。
当你将接收面的最小限度的网格空间减半后,会发生什么事呢?在最坏的情况下,这将使网格元素的数量是原来的四倍,(可能不会是四倍)。例如,如果你在两个方向将6英寸平方,你将有4个3英寸 的平方网格。
1.选取处理(Process)>重设(Reset)或在工具条上单击重设(reset) 2.选取处理(Process)>参数(Parameters) 3.在Receive组框,设网格空间(Mesh Spacing)Min为3 4.单击确定(OK) 5.在工具条上单击开始(Go)
观察进行处理所需时间长短的差异用于处理的时间增加与几何图形的增加成正例
◆ 再次在能量分布百分率超过65%后,停止处理
要花费多长时间?外观怎样?改变要花费更多的时间,而外观只有少许改进(且仅是你十分留心观察的结果)。
1.在工具条上单击停止(Stop)
◆ 用网格模式显示模型,并观察网格形成的方法,观察几何图形的更好网格的分布位置
1.在工具条上单击轮廓(Outlined)
◆ 用实体模式显示模型,并尝试移动模型感受一个模型移动有多慢
1.在工具条上单击实体(Solid) 2.调整视图
◆ 用文件记录统计数据,并给这幅图拍另一幅快照
网格元素数目的实际增长可能没有两倍那么多。这是预计的实际情况,尽管可能还会有划分发生,但已不需要了。 1.选取处理(Process)>状态(statistics)
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