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路灯发光量在这条 10 米宽的双车道上,每隔 30 米就有一根 10 米高 150W 的 led 路灯,这几百根造价 7300 元的的路灯,会在日落后的 15 分钟内打开,发出由蓝光和黄色荧光粉混合而成的白光。
做一根路灯并不容易,太暗肯定不行,但是太亮又会闪瞎司机的眼睛。如何让路灯恰到好处的发光?中国的 2600 万路灯又是如何被统一管理的?
首先我们需要明确两个基本概念:光通量和光强。
光通量的单位是流明,代表光源的发光总量,除以给定方向上的立体角,就是光强。假设一个光通量 1000 流明的灯泡,平均向所有方向发光,则这个灯泡的光强是 1000/4π = 79.6 cd。
用来测量这些光度数据的设备叫分布光度计,这是一份zhuanli。
分布光度计的核心结构是两根相互垂直的旋转轴。
垂直于水平面的旋转轴两端有光度探头和摄像头,被测光源在设备中央,纵轴绕光源旋转一圈就能测量各个角度的光度数据。
之后把光源横向旋转,纵轴再次测量,再横向旋转,再测量,以此把光源横向旋转 360° 后,就能测出光源在各个发光平面上不同角度的发光强度。
有了确定距离的光强数据,我们就可以画出路灯的配光曲线。
路灯的光强分布通常用 c-γ 坐标系表示,路灯是坐标系的中心点,把路灯向路面做垂线,把垂线平移就可以拉出一个 c 平面,让 c 平面围绕垂线旋转,就得到了各个角度上的 c 平面,其中 c=0° 和 c=180° 度与道路方向平行。
γ 表示光线和垂线的夹角,这样,空间中的每一个方向就都能用 c 和 γ 来确定了。
确定一个 c 平面角度,把这个平面上每个 γ 角的光强数据带入这张由 γ 角和光强值构成的图表中(以光通量为 1000 lm 进行换算),把所有点连起来,就能得到测路灯在这个 c 平面上的配光曲线。
路灯发光量意味着什么?
这是我们根据左上角的配光曲线渲染出来的路灯模型,这个绿色光圈上的每一个点的光强都对应着配光曲线上对应 y 角的光强值。