*Especificaciones. *Componentes. *Aplicaciones. *Escenas.

Componentes de Sicara 3D   La aplicación se compone de tres partes bien diferenciadas: Descripción de la escena. Simulación de la interacción luz/materia. Visualización 3D de los resultados de la simulación.   Descripción de la escena La descripción de la escena queda definida a partir de uno de los tres tipos de formatos de entrada de objetos en los que se detallan los diferentes elementos que existen en la escena; así como la definición de las fuentes luminosas. Formato Objetos simples los elementos que se pueden introducir son los siguientes: Planta: superficie cuadrangular que se sitúa en la coordenada z=0. Paredes: superficies que definen un cerramiento, deben ser introducidas en orden del movimiento de las agujas del reloj. Techo: superficie que queda definida a partir de las paredes. Ventanas y claraboyas: "espacios abiertos" que quedan en las superficies definidas como paredes y techo. Objetos: hexaedros definibles con diferentes dimensiones y en cualquier zona del espacio. Setos y arboles: obstáculos arbustivos de forma aleatoria caracterizados a partir de los datos de su crecimiento y espesura de follaje. Luminarias: fuentes puntuales con distribución direccional y espacial; deben estar definidas en formato TM14 o formato Eulumdat. Sol: modelo de iluminación solar dependiente de la situación geográfica, de la época del año y la hora del día. Zonas de cálculo: permite el cálculo de curvas isolux sobre un plano de trabajo situado en cualquier posición y orientación dentro de la escena. Formato 3D Studio Ampliado, fichero que agrupa los archivos 3DS que forman la escena y las luminarias de esta. Fuentes Luminosas Las fuentes luminosas, que se pueden definir en los diferentes formatos de ficheros de entrada de la aplicación son los siguientes: Fuente de luz extensa Una fuente extensa consiste en un objeto con una o más superficies con propiedades emisivas, su definición es directa en el formato entidad-escena. Fuente puntual formato Indal Fuente puntual formato Eulum Iluminación Solar Queda fijada dando la localización, ya sea a través de las coordenadas de latitud y longitud o con el nombre de una ciudad, la fecha, la hora e indicando si el cielo se encuentra despejado o cubierto. Tanto las fuentes de luz extensa así como las fuentes puntuales pueden ser definidas con color, en estas últimas el color se indica con el estándar XYZ. Simulación de la interacción luz/materia Cálculo de radiosidad progresiva mediante el algoritmo del hemicubo para los factores de forma. Adaptación del método del hemicubo para trabajar con fuentes puntuales e iluminación solar. Los materiales se consideran como difusores perfectos, y sus coeficientes de reflexión vienen dados por los valores RGB en el intervalo [0-1] que definen su color. El color de las luminarias se define utilizando el sistema internacional de especificación CIE mediante los valores xy. Las intensidades de las fuentes de luz se expresan en lúmenes.   Refinamiento de malla Las superficies se mallan en polígonos cuadrangulares y triangulares; la malla que se genera es estructurada no conformada, todos los vértices interiores son topológicamente parecidos, forman la misma estructura con sus vecinos que cualquier otro vértice interior de la malla, pero existen vértices de la malla que caen en medio de una arista (efecto T). Para alcanzar el resultado con una precisión prefijada SÍCARA 3D durante el cálculo remalla las superficies en las que sus vértices soporten un cambio brusco de iluminación.   Magnitudes físicas Potencia de las luminarias à lumenes Iluminancias à luxes Exitancias à luxes Nota: 1 lumen (lm) = 1.464*10-3 W a 555 nm 1 lux (lx) = 1 lm/m2 Visualización 3D de los resultados de la simulación Una vez realizado el cálculo de iluminación los resultados obtenidos se visualizan en una ventana; en ella el usuario puede interactuar y moverse a través de ella. Las opciones que existen de representación: Jaula de alambre. Jaula de alambre sobrepuesta sobre las superficies. Suavizado del color (Smooth polygon). Activación/desactivación de las caras interiores (back face culling). Activación/desactivación de la representación con texturas. Visualización de las luminarias. Representación de los datos mediante: Escala de grises. Falso color. Color real: sin corrección gamma y con tres niveles de corrección. Normalización de la iluminación entre [0-1]. Reproducción de tono por escalado lineal. Visualización de las curvas isolux en las zonas de cálculo. Otras opciones relacionadas con el almacenamiento de resultados. Guardar el cálculo para recuperarlo posteriormente. Guardar una imagen de la vista actual en formato BMP. Impresión de la vista actual. En las representaciones en 3D se hace uso de las propiedades de las librerías OpenGL, se le pasa el color de los vértices y se deja a la GL que interpole los valores entre ellos. La representación con GL se hace siempre con polígonos triangulares, incluso cuando la representación interna de nuestra escena se encuentre en polígonos cuadrangulares. El color de los vértices se calcula dependiendo del tipo de representación, y siempre cada componente RGB por separado; las correcciones gamas no muestran los datos reales, sino que los falsean para producir efectos de iluminación ambiente. Color Real Color = Emitancia de la superficie + Exitancia del vértice Color Real Gama 1 Color = Emitancia de la superficie + Exitancia del vértice + (Reflectancia de la superficie * 0.15 * Peso específicos) + 0.05 Color Real Gama 2 Color = Emitancia de la superficie + Exitancia del vértice + (Reflectancia de la superficie * 0.2 * Peso específicos) + 0.075 Color Real Gama 3 Color = Emitancia de la superficie + Exitancia del vértice + (Reflectancia de la superficie * 0.25 * Peso específicos) + 0.1 Si se usa la representación con texturas en la visualización en color real, el valor de color del vértice se divide por la reflectancia de la superficie (que es la media del color de la textura). Falso color y Escala de grises Color = Mapeado a paleta(Iluminancia del vértice * Pesos específicos) La diferencia entre estas dos formas de representación se encuentra en la paleta de 256 niveles que se use, grises o temperatura de color (de azul=frio a rojo=caliente). En ambos casos los componentes RGB de la iluminancia se multiplican por unos pesos específicos; estos son: R = 0.3 G = 0.59 B = 0.11 Los valores en las tablas de las zonas de cálculo son el resultado de sumar las tres componentes, RGB, de la iluminancia de cada vértice de la malla que forma la zona de cálculo. Sobre Sicara 3D: seron@posta.unizar.es; emilio@ivo.cps.unizar.es