照明光學(xué)設(shè)計知識點及培訓(xùn)安排（20140912-14）上海

照明光學(xué)設(shè)計知識點及培訓(xùn)安排，培訓(xùn)課程內(nèi)容設(shè)置、課程特點及宗旨簡介：

1、數(shù)學(xué)、光學(xué)基礎(chǔ)知識講解

本課程以照明光學(xué)設(shè)計方法為主要講解內(nèi)容，設(shè)計方法適用范圍廣，不局限于特定軟件。基礎(chǔ)知識范圍廣：包括向量、微積分、解析幾何、幾何光學(xué)知識等。培訓(xùn)課程中，將講解常用、易用的一些知識和方法，提升學(xué)員對照明光學(xué)設(shè)計基礎(chǔ)知識的掌握。推薦各知識點參考書籍，方便學(xué)員進一步提升基礎(chǔ)知識水平。

2、照明光學(xué)設(shè)計實例分析

結(jié)合光學(xué)設(shè)計實例，綜述各光學(xué)元器件的設(shè)計方法。講解光學(xué)基本原理的應(yīng)用和遇到問題的解決辦法，加深學(xué)員對數(shù)學(xué)、光學(xué)基礎(chǔ)知識掌握，幫助學(xué)員理清設(shè)計步驟、開闊設(shè)計思路，掌握分析、解決問題的方法。

針對特定照明系統(tǒng)設(shè)計，從基礎(chǔ)的幾何光學(xué)和數(shù)學(xué)知識入手，推導(dǎo)出實用的簡易設(shè)計操作方法。步步推進，通俗易懂；以滿足各層次學(xué)員需求，方便數(shù)學(xué)、光學(xué)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)員快速掌握特定的照明光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計。

如：菲涅爾透鏡簡易設(shè)計方法，路燈透鏡簡易計算方法，鱗甲反射罩簡易設(shè)計、建模方法，制動、倒車、轉(zhuǎn)向燈的簡易計算設(shè)計方法和快速建模方法，等等。

3、數(shù)據(jù)計算及快速建模知識講解

講述3D模型快速建模方法，并結(jié)合實例分析；簡述數(shù)據(jù)計算簡單語句書寫、自定義函數(shù)和圖形界面編程應(yīng)用；方便學(xué)員在設(shè)計中，綜合使用各軟件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)計算和快速建模。圖形界面的應(yīng)用，方便設(shè)計人員在設(shè)計工作中直接使用其他人員書寫的數(shù)據(jù)計算和建模程序。

4、優(yōu)化算法簡述

結(jié)合本課程重點講解的照明光學(xué)設(shè)計原理，簡述常用照明軟件的優(yōu)化算法及優(yōu)化策略，進一步加強學(xué)員對基礎(chǔ)知識的掌握和靈活運用，擴展照明設(shè)計的思路。

5、建立長期交流平臺

建立QQ交流群，為學(xué)員提供交流方法、分享資料、解決問題的平臺。

目前，本公司已分享了很多數(shù)據(jù)計算文件、快速建模方法、操作視頻、照明光學(xué)設(shè)計疑問答疑等等。另，學(xué)員也分享了大量學(xué)習(xí)資料。

一、照明培訓(xùn)內(nèi)容及時間表

第一天上午課程(9:00-12:00)

1、光度學(xué)、色度學(xué)基本知識

1.1、配光曲線、照度圖講解；

1.2、CIE色度圖、色溫知識講解。

2、幾何光學(xué)基礎(chǔ)

2.1、折射率定理、反射率定理；

2.2、全反射發(fā)生條件、介質(zhì)表面折射反射分配（菲涅爾公式，簡述）；

2.3、透鏡、反射罩基本光學(xué)參數(shù)計算方法；

2.4、等光程、完善成像理論介紹。

本節(jié)說明：本節(jié)課程重點講解光度學(xué)和幾何光學(xué)基礎(chǔ)，詳細講解照明光學(xué)設(shè)計中常用的二次曲線的光學(xué)特性及其公式推導(dǎo)。對于光度學(xué)和色度學(xué)基礎(chǔ)知識的講解，可根據(jù)學(xué)員的實際情況作壓縮，但不會刪除不講。后面幾節(jié)，關(guān)于各光學(xué)器件設(shè)計的課程，會根據(jù)要求，做適當擴充。

第一天下午課程(14:00-17:00)

3、照明設(shè)計常用的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

3.1、向量；

3.2、微積分；

3.3、曲面及其方程 (解析幾何)；

3.4、數(shù)值分析方法介紹。

本節(jié)說明：只講解照明設(shè)計中常用到的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識，向量表達方式，向量加減法、微積分初步計算、解析幾何基礎(chǔ)知識：點線面的代數(shù)表達式、法線求解方法、由線掃掠成面的不同方式區(qū)別以及已知法線方向，求解表面數(shù)據(jù)的數(shù)值分析方法等等。介紹鱗甲反射罩、車燈設(shè)計、路燈透鏡設(shè)計中計算表面法線的基本方法，表面法線的簡易算法及公式，介紹由UV方向曲線生成曲面的方式及光學(xué)效果的差異。

4、照明中常用光學(xué)器件

4.1、常用反射器件光學(xué)特性、設(shè)計原理以及應(yīng)用；

4.2、常用折射器件光學(xué)特性、設(shè)計原理以及應(yīng)用；

本節(jié)說明：講解照明中用到的光學(xué)器件，包括二次曲面反射器、各種棱鏡、復(fù)眼透鏡、全內(nèi)反射透鏡等，并給出各種光學(xué)器件初始值的估算方法、公式。

第二天上午課程(9:00-12:00)

5、二次曲面反射罩設(shè)計及光效驗證

5.1、根據(jù)常用反射罩的光學(xué)特性和設(shè)計要求，選取面型；

5.2、光學(xué)設(shè)計、驗證步驟簡介

建立光源；建立模型；驗證光效；

5.3、調(diào)整反射面二次曲面系數(shù)、采用復(fù)合曲面，以及其他消除光斑中心暗環(huán)、均勻光斑方法技巧；

5.4、其他面型反射罩設(shè)計舉例（大角度反射罩、非對稱反射罩設(shè)計等）。

6、全內(nèi)反射透鏡設(shè)計

6.1、全內(nèi)反射透鏡設(shè)計原理；

6.2、建模方法；

6.3、設(shè)計中問題解決技巧。

本節(jié)說明：從全反射原理講解入手，介紹全反射發(fā)生條件，設(shè)計中如何利用和避免全反射的發(fā)生。投光燈透鏡、射燈透鏡、低光強航空障礙燈透鏡等設(shè)計實例講解。（介質(zhì)表面反射菲涅爾公式簡介和應(yīng)用舉例）。

第二天下午培訓(xùn)內(nèi)容(14:00-17:00)

7、菲涅爾透鏡設(shè)計

7.1、球差知識簡述；

7.2、菲涅爾透鏡設(shè)計原理；

7.3、菲涅爾透鏡數(shù)據(jù)計算方法；

7.4、簡易設(shè)計方法、技巧；

本節(jié)說明：講解設(shè)計理論知識，從設(shè)計理論知識出發(fā)，找出菲涅爾透鏡設(shè)計中的簡易設(shè)計技巧：（1）、如何利用簡易試錯方法完成菲涅爾透鏡設(shè)計；（2）、如何利用通用設(shè)計公式，利用繪圖方法完成對菲涅爾透鏡的設(shè)計。

8、鱗甲（多曲面）反射罩設(shè)計

8.1、鱗甲反射罩設(shè)計理論分析；

8.2、數(shù)據(jù)計算方法講解、簡單程序編寫；

8.3、快速建立演示、講解；

8.4、利用簡易方法建立模型；

8.5、光線追跡驗證、問題修正；

8.6、其他燈具中的多曲面反射面的使用（信號燈、光強曲線非對稱、或其他特殊要求燈具）。

本節(jié)說明：介紹根據(jù)設(shè)計要求，選擇鱗甲反射罩基面的方法；鱗甲面法線和曲率半徑的求解和快速建模。實際中遇到的問題處理方法：不同光源（點光源、cob光源、特殊封裝光源）造成的角度偏差校正方法、技巧。講解各種光源造成角度偏差、的修正等等。

第三天上午培訓(xùn)內(nèi)容(9:00-12:00)

9、路燈透鏡設(shè)計

9.1、路燈透鏡設(shè)計理論；

9.2、表面數(shù)據(jù)求解簡易方法；

9.3、快速建模演示；

9.4、光效追跡驗證；

本節(jié)說明：結(jié)合光度學(xué)基本理論和微積分知識，完成對光通量分隔和路面分隔、確定入射光線、出射光線方向矢量。結(jié)合第3節(jié)講述的法線求解方法、計算自由曲面包絡(luò)線數(shù)據(jù)。根據(jù)求解數(shù)據(jù)，快速建模；追跡光線，查看照度圖、配光曲線、據(jù)此修改路燈表面數(shù)據(jù)，最終達到設(shè)計要求。

贈送部分路燈透鏡設(shè)計程序。

10、汽車車燈設(shè)計

10.1、信號燈設(shè)計原理、建模方法；

10.2、前照燈設(shè)計理論分析；

10.3、前照燈數(shù)據(jù)計算及建模方法；

10.4、專項車燈設(shè)計軟件的計算方法。

本節(jié)說明：講解根據(jù)倒車、制動、轉(zhuǎn)像等車燈的光強度要求，選取合理光學(xué)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)光學(xué)性能要求的方法；講解反射式前照燈反射面基面選取、分隔基面、替代反射面參數(shù)計算、前照近光截止線產(chǎn)生方法以及多橢球快速建模方法；講解投射式前照燈的設(shè)計原理與建模方法。

贈送多橢球反射罩快速建模程序。

第三天下午培訓(xùn)內(nèi)容(14:00-17:00)

11、快速建模

11.1、書寫格式；

11.2、常用建模操作數(shù)講解；

11.3、快速建模實例演示、分析；

12、數(shù)據(jù)計算程序

12.1、數(shù)據(jù)計算程序介紹；

12.2、語句書寫；

12.3、自定義函數(shù)；

12.4、圖形界面應(yīng)用演示；

13、照明系統(tǒng)設(shè)計綜述

13.1、各類照明系統(tǒng)共性；

13.2、各類照明系統(tǒng)設(shè)計中的不同問題比較；

13.3、照明光學(xué)設(shè)計的思路。

快速建模一節(jié)，結(jié)合實例講解常用的建模語句，方便實現(xiàn)照明燈具的快速建模；

數(shù)據(jù)計算程序一節(jié)，講解照明設(shè)計中常用的數(shù)據(jù)計算算法和語句編寫，以及自定義函數(shù)及圖形界面的應(yīng)用；方便基礎(chǔ)較好的學(xué)員實現(xiàn)數(shù)據(jù)計算程序的重復(fù)、快捷調(diào)用和集成，提高設(shè)計工作的效率，節(jié)約設(shè)計時間；

照明系統(tǒng)設(shè)計綜述一節(jié)，比較分析本課程涉及的各光學(xué)系統(tǒng)，理清照明設(shè)計步驟，開闊設(shè)計思路；復(fù)習(xí)照明設(shè)計基礎(chǔ)原理及簡易方法的理論基礎(chǔ)，避免機械使用簡易方法。

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