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20.01. Conceptos básicos de iluminación

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Introducción
Para simular una escena nocturna o interior, no bastará con la luz del sol y tendremos que crear luces artificiales. A estos efectos, dispondremos de cuatro tipos de luces: puntuales, focos, distantes y de red (estas últimas admiten información suministrada por los fabricantes de luces y por lo tanto nos permite recrear las escenas con más precisión).
Como ya dijéramos en la lección anterior, siempre usaremos luces fotométricas, ya que utilizan unidades reales de iluminación (lumen, candela) y de potencia (Watt), y nos permiten presentaciones más reales. Estas luces requieren de mayor exactitud en el modelado de la escena y, sobre todo, coherencia entre el espacio físico y la iluminación incorporada. Por ejemplo: si modelamos un estadio de futbol y en el centro colocamos una bombilla de 100 W, será razonable que la escena este totalmente oscura.
Color y temperatura de la luz
Que las luces son de colores no es novedad, pero que dicho color depende de la temperatura, quizás sea menos conocido. La temperatura de color de la luz se expresa en grados kelvin y por ejemplo: la luz blanca de un día soleado equivale a 5500K, la luz amarillenta de una lámpara incandescente ronda los 2800K y el resplandor azulado de un relámpago puede alcanzar una temperatura de 30.000K.
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El color de la luz afectará el color de todos los objetos de la escena y esto tampoco es novedad; pero debido a un fenómeno perceptivo, conocido como constancia del color, nuestro ojo tiende a percibir las escenas como si siempre estuviesen iluminadas con luz blanca. Esto puede llevar a que reproducciones físicamente precisas de una luz, produzcan imágenes que parezcan teñidas. Estará en nosotros crear las luces en su color real o hacerlas de color blanco, para que la escena parezca mejor iluminada.
Al crear una luz podremos elegir entre colores normalizados o definir la temperatura del mismo; como casi todo en AutoCAD, lo controlamos desde la paleta de Propiedades.
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Propiedades fotométricas
Al crear una luz debemos definir algunas propiedades elementales, como por ejemplo: su intensidad. Para definirla necesitamos conocer algo de fotometría y las unidades de medida.
La luz, al igual que las ondas de radio, los rayos X o los gamma es una forma de energía. No toda energía que consume una lámpara (Watt) se convierte en luz, ni toda la luz emitida por una fuente llega al ojo y produce sensación luminosa. Todo esto se ha de evaluar de alguna manera y para ello la fotometría cuenta con unidades propias: el flujo luminoso, la intensidad luminosa, la iluminancia, la luminancia, el rendimiento o eficiencia luminosa y la cantidad de luz.
Flujo luminoso
Es la cantidad total de luz emitida por una fuente durante un segundo y que produce sensación luminosa en el ojo humano (no toda la radiación luminosa es sensible al ojo humano).
Unidad: Lumen (Lm)
Ejemplos de Flujo luminoso:
  • Lámpara de incandescencia de 60 W. 730 Lm
  • Lámpara fluorescente de 65 W. "blanca" 5.100 Lm
  • Lámpara halógena de 1000 W. 22.000 Lm
  • Lámpara de vapor de mercurio 125 W. 5.600 Lm
  • Lámpara de sodio de 1000 W. 120.000 Lm
Iluminancia (nivel de iluminación)
Es el flujo luminoso incidente por unidad de superficie.
Unidad: Lux (iluminación de una superficie de 1 m2 cuando sobre ella incide, uniformemente repartido, un flujo luminoso de 1 Lumen).
Lux
Ejemplos de Iluminancia:
  • Mediodía en verano 100.000 Lux.
  • Mediodía en invierno 20.000 Lux.
  • Oficina bien iluminada 400 a 800 Lux.
  • Calle bien iluminada 20 Lux.
  • Luna llena con cielo claro 0,25 a 0,50 Lux.

Intensidad luminosa
Es la intensidad luminosa de una fuente de luz en una dirección dada. Una misma bobilla de luz produce distinta intensidad luminosa, si está suspendida de un cable e irradia luz en todas direcciones, que si está en una luminaria y concentra su luz en una dirección. Parece claro que necesitamos conocer cómo se distribuye el flujo en cada dirección del espacio y para eso definimos la intensidad luminosa.
Flujo-intensidad
Unidad: Candela (Cd).
Ejemplos de Intensidad luminosa:
  • Lámpara para faro de bicicleta sin reflector 1 cd.
  • Lámpara PAR-64 muy concentrada 200.000 cd.
  • Faro marítimo (Centro del haz ) 2.000.000 cd.

Luminancia
Es la relación entre intensidad luminosa por unidad de superficie perpendicular a la dirección de la luz. La luminancia L suele expresarse indistintamente en candelas/cm2 o en candelas/m2.
Luminancia