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伴随半导体照明产业高速发展及“绿色照明”概念逐步深入人心,集环保、节能、高效等特性于一身的发光二极管(LEDs,Light Emitting Diodes)成为照明领域中一颗璀璨的明星。目前已广泛应用于白光通用照明、装饰照明、汽车等各类运输工具照明、交通信号显示、背景显示等各个领域。为缩短LED照明工程的设计周期,降低设计成本,提高设计效率,本文提出利用计算机仿真软件对LED照明工程进行光环境模拟的理念。目前市场上出现很多照明模拟仿真软件,但多数由国外引进,价格昂贵,由于这些并非本土软件,其照明标准与我国的照明标准有差异,参照标准并不符合我国国情。本课题所开发的LED照明仿真系统是针对我国国情所设计,应用于LED照明工程的专用计算机模拟仿真系统。本文完成的课题内容属于基础研究范畴,在实际照明工程中,该软件系统还需不断完善。
本文主要从以下方面对LED照明仿真软件系统开发进行研究：
1.首先,阐述了LED发展历程与现状,总结了LED的基本结构、发光原理与基本特性。
2.对照明仿真系统分两大方向进行研究,其一是针对3D图形系统行进研究,提出在本系统中采用DirectX三维图形制作技术；其二是针对真实感图形显示技术进行研究。从颜色表达、光照模型、几何阴影、纹理影射四个方面对3D灯具模型显示进行详细探讨。
3.阐述了LED照明仿真软件系统的总体设计思想,对照明仿真软件的系统结构进行搭建,并选择四叉树为其数据结构模型。同时提出了LED灯具模型的建立,人机交互界面的设计并且对输出结果进行分析。
4.把LED照明仿真软件用于具体实践,并结合实际情况探讨和分析LED照明设计步骤及光学模拟中需注意的关键事项。
最后,论文对目前已经开展的工作进行总结,并对LED照明模拟仿真软件的开发的前景进行展望。