Physikalisch basiertes Rendering (PBR) Teil 2 - Light Distribution Patterns (Lichtverteilungsmuster)

Zum Release der Black Desert Online - Remastered beschäftigen wir uns die kommenden Tage mit physikalisch basiertem Rendering, in diesem Teil der Serie genauer gesagt mit LDPs - Lichtverteilungsmuster.

Hierfür sehen wir uns erstmal an, wer denn die Rahmenbedingungen festgelegt hat. Ja, tatsächlich gibt es Institute die Lichter standardisieren... oder zumindest Lichtquellformen - eine davon ist die IES oder auch Illuminating Engineering Society. Die IES ist eine NPO (non-profit organisation) mit Hauptsitz in NYC, dessen Thesen auch teils vom NIST benutzt werden oder bereits als ANSI Standard definiert sind. In Europa existieren dafür jedoch DIN Normen[1].

Das IES hat für solche Lichtverteilungskurven aka LDPs ein eigenes Dateiformat. Wir werden hier kurz die verschiedenen Typen anschneiden, detailliertere Links befinden sich im Referenzbereich. [5++]

Typ 1 Beleuchtung

Diese Art von Beleuchtung produziert, wie auf dem Bild erkennbar, einen breiten symmetrischen Strahl. Der graue Strich soll dabei eine Gasse/Straße darstellen.

Typ 2 Beleuchtung

Typ 2 Beleuchtung besitzen eine etwas breitere Aufteilung. Hier gilt die Regel, dass eine Fläche in der 1,5-fachen Größe der Beleuchtungsquellenhöhe ausgeleuchtet werden muss. In Einfach heißt, dass das bei 2 Metern Installationshöhe eine Fläche von 3 Metern Länge ausgeleuchtet werden muss. 

Typ 3 Beleuchtung

Hier gilt dieselbe Formel wie bei Typ 2 nur mit einem 2,75-fachen Multiplikator.

Typ 4 Beleuchtung

Dieser Typ hat den identischen Multiplikator wie Typ 3 aber ein breiteres Ausbreitungsmuster.

Typ 5 Beleuchtung

Typ 5 sind meist quadratische oder runde gleichmäßige Ausbreitungsmuster. [2]

Ein Beispiel für ein solches Format wäre dieses Profil des Typs "Lithonia TPG_1000S_PG21_M" [3]:

IESNA:LM-63-2002
[TEST] 98100505
[TESTDATE] 1/31/2008 
[ISSUEDATE] 1/31/2008 
[TESTLAB]   [MANUFAC] Lithonia Lighting 
[LUMCAT] TPG 1000S PG21 M ( SC=1.5) 
[LUMINAIRE] OPEN GLASS OPTICAL, 1000 HPS W/ MEDIUM DISTRIBUTION 
[LAMPCAT] LU1000 
[LAMP] ONE 1000-WATT CLEAR E-25 HIGH PRESSURE SODIUM, VERTICAL BASE-UP POSITION. 
[BALLAST] 
[BALLASTCAT] 
[DISTRIBUTION] SEMI-DIRECT, SC-0=1.5, SC-90=1.5 
[_LAMPPOSITION] 0 , 0 
[_LAMPWATTAGE] 1000 
[_LAMPLUMENS] 140000 
[_MOUNTING] 
[_FAMILY] TPG 
[_PRODUCTID] 7b5d891e-1c98-4dfa-ae63-b3bef1066d68 
[_INFOLINK] www.lithonia.com/visual/ies/ies.asp?vfile= 
[_PRODUCTGROUP] INDOOR HID 
[_TERCAT] Highbay, Nonlinear 
[_TER] 48 
TILT=NONE 
1  140000  1  21  1  1  1  -1.72  -1.72  1.02 
1  1  1100 
0  5  15  25  35  45  55  65  75  85  90  95  105  115  125  135  145  155  165  175  180 
0 
27438  26506  28483  28459  27031  24803  18881  12112  5247 
5371  5433  5622  5682  5484  5214  4117  3461  2868  1508 
756  382

Diese und viele Weitere können z.B. auf der Seite von Lithonia[4] abgefragt werden.

Das EULUMDAT Format

In Europa gibt es dafür wieder andere Regularien und auch ein anderes Format:

 Näher gehen wir hier aber nicht darauf ein. [5]

Conclusio

Bei LDPs geht es also mehr um die Art der vorhandenen Lichtquellen. Ich kann mir vorstellen, dass bei einem solchen Wirrwarr es keinem internationalen Studio, geschweige denn Engineprogrammierern leicht fallen wird alle essenziellen Standards, sei es EU, NA oder sogar Koreanisch ;) zu implementieren. Hier wird man wohl mit der gegebenen Auswahl zurechtkommen müssen.Wäre ja mal interessant zu wissen, welche Art in die BDO-Engine adaptiert wurde.

 

[1]: IESNA (wikipedia)
[2]: Light Distribution Patterns (takethreelighting.com)
[3]: IES Lichtprofile (docs.unrealengine.com)
[4]: Lichtprofildatenbank (lithonia.com)
[5]: DIN Normen (wikipedia)
[5++]: EULUMDAT - Europäisches Format (wikipedia)
[5++]: EULUMDAT - Erklärung (trilux.com)