屋内大麻の成長室を設計する際に考慮すべき最も重要な側面の1つは、可能な限り最高の照明カバレッジを確保するために照明器具の正しい配置です。間違って行われた場合、光は成長領域全体の強度に矛盾したり、不必要に無駄になる可能性があります。幸いなことに、部屋全体で光強度をモデル化して光強度の仮想マップを生成できるソフトウェアプログラムがあります。これらのプログラムのほとんどは、人間の照明のニーズのための建築設計で使用するために書かれていたし、多くの場合、異なる意図された使用を説明するために変更なしで、グローライトモデリングのために転用されています。
建築ライトマッピングソフトウェアは、部屋の光強度の変動の大まかなアイデアを与えることができますが、いくつかの重要な制限があります。人間の目は、実際には光強度のわずかな違いを検出する際にかなり貧弱です。私たちの虹彩は、明るい光レベルにさらされると自動的に収縮し、光が実際にどれほど強いかについて、より少ない光を入れて、私たちの認識を変えます。したがって、建築ライトマッピングソフトウェアは、私たちの目が違いを見分けることができないので、実際の光強度を計算する方法でかなり「ずさん」になる余裕があります。建築照明ソフトウェアでは、ライトマップの生成にかかる時間を短縮するために、複数のショートカットが採用されています。しかし、なぜショートカットが必要なのでしょうか?その答えは、ソフトウェアがさまざまな値を考慮して光の強度に到達する方法にあります。
光のマッピング方法
ソフトウェアが実際にどのように機能するかを基本的に理解するのに役立ちます。部屋の単一のスポットの光強度を計算するには、部屋のすべての照明器具からそのスポットが「見る」光の量を知る必要があります。これは、光源からの距離と、計算されるスポットへの光からの角度を考慮した単純な計算です。光源から離れるほど、距離の 2 乗に比例して光が広がったり、強度が減少したりします。照明器具は通常、それが望まれる場所に光を向けようとするので、角度は重要であり、したがって、照明器具から同じ距離でも劇的に異なる光強度がある可能性があります。照明器具の絶対強度(全流束)、特定の照明器具からの特定の角度の相対強度、および照明器具からの距離を知ることによって、器具から直接来ている任意の特定のスポットでの光の強度を簡単に計算することができます。
しかし、これは反射光を考慮していない、ほとんどの人が実現するよりもはるかに大きな光強度のコンポーネントです。4壁の部屋の反射光を考慮するために、ライトマッピングソフトウェアは、4つの壁のそれぞれから、強度を計算している特定のスポットに光がどれだけ反射するかを計算する必要があります。これは、照明器具から各壁に当たる光の量を計算し、その光のどれくらいがモデル化しようとしているスポットに反射するかを計算することによって行われます。シミュレーションに 4 つの壁を追加するだけで、1 つの単純な計算が 9 に変わり、1 つはフィクスチャから直接モデル化されたスポットに当たる光、適切なスポットで 4 つの壁に当たる光にそれぞれ 1 つずつ、モデル化されたスポットに光を反射するように角度付けされ、次に 4 つの壁にそれぞれ 1 つずつモデル化されたスポットに変わります。
図2。示されている2つの光マッピングソフトウェア出力ファイルは、屋内野菜栽培操作(下)と比較して開花(上)に最適化された大麻栽培室を計画する際に異なるニーズを実証することができます。ソフトウェアの計算は、間隔とフィクスチャの数、必要な器具のフラックス密度を決定するだけでなく、エネルギー使用量と潜在的な収穫量を推定するのに役立ちます。
したがって、1つの照明器具を備えた「シンプルな」4壁の部屋では、特定の場所での光強度を決定するには9つの計算が必要です。モデルに 2 つ目の照明器具を追加する場合、スポットあたり 18 の計算が必要です。10の照明器具は、スポットごとに90の計算を取ります。部屋にライトを反射または吸収するオブジェクトを追加する場合は、各オブジェクトの照明器具ごとに 2 つの計算を追加します。このアルゴリズムプロシージャは、基本的に光源からモデル化されたスポットまでのすべての光線をトレースするため、レイ トレーシングと呼ばれます。
ちなみに、これは、コンピュータで生成された最高品質の画像を作成する方法です - シーン内のすべてのモデル化されたオブジェクトにわたってすべての光源をレイトレースすると、非常に詳細で実物そっくりの画像が得られます。ただし、必要な計算の数は、各光源とシーン内の各オブジェクトがモデル化されるとともに、コンピュータが 1 つのイメージをレンダリングするのに数時間または数日かかる場合に、大幅に増加します。
建築ライトマッピングソフトウェアは、多くの単純化された仮定を利用して光強度マップをはるかに速く生成することができます。部屋のすべての平方インチをモデル化する代わりに、ほとんどの場合、サンプル スポットを数フィートごとにモデル化し、中間値としてその中間値としてスポットを想定します。人間の目は実際の光強度を決定する際に非常に正確ではないので、これらの単純化は建築光マップを生成するのに十分です。サンプリング レートによっては、ライト マップの生成にかかる時間を数時間から数秒に短縮できます。
建築照明マッピングソフトウェアのもう一つの不正確さは、ソフトウェアが器具とは異なる角度で光の相対的な強度について持っている情報から来ています。照明工学会(IES)は、照明器具の強度と相対強度に関する情報を異なる角度で格納するための標準ファイル形式を考え出しました。これらのIESファイルは、異なる照明器具をモデル化することができるように建築光マッピングソフトウェアに供給されています。IESファイルは、回転(または器具自体の周りに回転)し、様々な角度で光強度を測定するリグに照明器具を置く試験施設によって生成されます。単一のLEDのようなテスト(DUT)の下の小さい装置のために、これらのテストの装置は多数の異なった角度で急速に強度を測定できる。ほとんどのLEDがライトを成長させるなど、より大きな器具の場合、テストリグは非常に大きくなくてはなるために非常に高価になります。回転のあらゆる程度で光強度を測定する代わりに、わずか数角度で測定する方が非常に安価です。照明器具が大きいほど、テストの精度が高くなり、結果として生じる IES ファイルの方が高価になります。ほとんどの LED は比較的大きく、したがってこの方法を使用して正確にモデル化するために高価です。
IESファイルがいくつかの角度からの測定値しか持っていない場合、建築ライトマッピングソフトウェアは、実際の相対光強度がIESファイルに含まれていない角度で何になるかについて、より多くの仮定をする必要があります。
プラントの問題解決
IES ファイルの疎角度サンプリングと、モデル自体による疎な空間サンプリングを組み合わせると、モデルと現実の間に大きなずれが生じる可能性があります。繰り返しますが、光強度の10%の差を区別することさえできないかもしれない人間の目にとって、これは問題ではありませんが、成長室の植物にとってこれらの偏差は大きな影響を与える可能性があります。成長室のホットスポットは植物にストレスを与え、収量を減らすことができますが、望ましい光レベルよりも低い領域も収量を減らすことができます。
大麻植物は、成長の異なる段階で異なる最小光要件を有し、最大光レベルは、株によって異なります。ライトマッピングモデルを使用して照明器具の種類、数、正確な配置と高さを正確に決定し、キャノピー全体の最適な光レベルを確保することで、すべての植物が理想的な照明を受け取ることができます。正確なライトモデリングは、部屋のレイアウトを拡張して光の利用を最適化し、無駄なスペースを最小限に抑え、使用可能なキャノピーエリアを最大化するのにも役立ちます。
ブラックドッグLEDは、これらの問題を排除するために、独自のグロールームライトマッピングソフトウェアを開発しました。スパースサンプルの角度テスト情報を利用する代わりに、ソフトウェアは、器具に採用されている各LEDの角度強度試験情報を受け取り、あらゆる角度での角度強度を正確にモデル化します。また、このソフトウェアは、まばらな空間サンプリングを使用して間の測定値を平均するのではなく、すべてのスポットをすべてのスポット(すべての単一の平方インチまで)にモデル化します。これにより、グロールームの照明をより正確にモデル化し、建築照明ソフトウェアによって生成されたライトマップには表示されないかもしれない潜在的なホットスポットや暗いスポットを特定することができます。
植物は人間の目とは異なるスペクトルと光強度のニーズを持っています。なぜ人間の目のために設計されたソフトウェアを使用して、あなたの植物の成長の部屋をモデル化する必要がありますか?
