valonlaskennan

Valonlaskenta on ala, jossa valon määrä, jakautuminen ja vaikutukset mallinnetaan ja lasketaan sekä fyysisissä tiloissa että renderöidyissä kohtauksissa. Se kattaa radiometriset suureet, jotka kuvaavat valon energiaa, sekä fotometriset suureet, jotka liittyvät ihmisen näkökykyyn. Yleisimmät yksiköt ovat lumen (lm), lux (lx) ja kandela (cd) fotometristen mittausten yhteydessä; radiometrisissa mittauksissa käytetään esimerkiksi wattia (W). Tavoitteena on ennustaa valaistusolosuhteet, näkyvyys ja energiatehokkuus.

Valonlaskenta toteutetaan sekä analyyttisesti että numeerisesti. Peruslaskut perustuvat inversiini-neliön lakiin ja Lambertin heijastusmalliin; monimutkaisemmissa tiloissa käytetään menetelmiä kuten radiosity ja ray tracing. Numeeriset työkalut mahdollistavat daylighting-analyysejä, häikäisymittauksia sekä energiatehokkaan suunnittelun arkkitehtuurissa ja tietokonegrafiikassa.

Käyttökohteita ovat arkkitehtuuri ja rakennussuunnittelu sekä kaupunkivalaisu, lisäksi ajoneuvo- ja näyttöteknologia sekä visuaalisen realismin tuottaminen elokuvissa ja peleissä. Kansainväliset standardit, kuten CIE, määrittelevät mittausmenetelmät, spektrin käsittelyn ja värintoiston arvioinnin.

Rajoitukset ja kehitys: mallit ovat yksinkertaistuksia todellisista materiaaleista ja tiloista; ihmisen näön subjektiivisuus ja BRDF-epävarmuudet asettavat haasteita. Kehitys kohdistuu näköperusteisiin mittareihin, spektraaliseen renderöintiin sekä rakennusten BIM-rajapintaan.