skyggeberegninger

Skyggeberegninger er beregninger af skygger, der opstår, når lys fra en kilde, typisk solen, bliver forhindret af objekter. Formålet er at bestemme skyggernes størrelse, placering og varighed i et givent område og tidspunkt. Skyggeberegninger anvendes inden for arkitektur, byplanlægning, solenergianalyse og computergrafik.

Grundlæggende principper: For at beregne skyggers form og position kræves oplysninger om lyskilden (solens position på himlen), objektets geometri og jordens overflade. Solens position angives som hældning (altitude) h og azimuth A i lokal koordinatsystem. Når man har en højde H på et objekt, kan skyggens længde på en vandret flade estimeres med L = H / tan(h). For at få skyggen som et polygon projiceres kanter og punkter langs solens stråler ned på jordens overflade.

Metoder: Analytiske metoder beregner skygger ud fra kendt geometri. I computergrafik og realtidsvisualisering bruges teknikker som shadow mapping og ray tracing til at generere skygger i billeder. I arkitektur og byplanlægning anvendes solpositionsberegninger og sol-/skygge-diagrammer (solbaner) til at analysere dagslys og skyggevirkninger gennem året.

Input og output: Nødvendige data er geografisk placering (bredde- og længdegrad), dato og klokkeslæt, objekters geometri samt jordens overflades karakteristika. Output er skygge footprint, skyggelængder, varighed af skygger og anvendelser som optimering af dagslys og soltilskyndelse.

Begrænsninger: Beregninger antager ofte enkelt lys og kan påvirkes af atmosfæriske forhold samt tilstødende objekter. I komplekse miljøer kan mere omfattende modeller være nødvendige.