吴 蔚 刘坤鹏

(南京大学建筑与城市规划学院，江苏南京210093)

1 引言

先进的计算机模拟技术在天然采光设计上已经发挥着越来越重要的作用。国外早在上世纪80年代就开始开发光模拟软件，但早期的计算机天然采光模拟软件在准确度上有较大误差。随着80年代末期辐射度计算法(Radiosity)和光线追踪算法(Ray Tracing)的引入，计算机光模拟技术在准确度上大大提高。从上世纪90年代到现在，大量天然光模拟软件开始涌现，根据Christoph等人在2003年至2004年中对27个西方主要发达国家所做的计算机天然光模拟软件的问卷调查中，发现目前研究人员、设计人员以及工程师所使用的模拟软件有42种之多，但其中超过50%的天然光模拟软件是基于Radiance平台［1］。Radiance是美国劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory，LBNL)在上世纪80年代开发的一款的天然光模拟软件系统，采用蒙地卡罗反向光线跟踪算法来计算模拟场景的光环境，能够较为准确客观的模拟天然采光［2］。经过近几十年的发展，Radiance已在世界范围内得到广泛的应用和认同［2，3，4］。除Radiance外，罗涛等研究人员在对天然光光模拟技术的综述中，还列出目前国内外几种较常用的采光软件，包括Lumen Micro、Lightscape、Relux、Inspirer等软件［5］。整体而言，目前这些天然光软件都可以就室内静态天然光环境做出相当精确的模拟。

然而真实的天然光随着时间和气候的变化而变化，天然光环境是一个动态的光环境，单一的室内光环境模拟很难反映出真实的天然光环境。近十年来随着计算机技术的高速发……