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Erstellen eines Hochleistungs-LED-Arrays
12.09.2011 in Grundlagen von smart88
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Für die Modellierung ist es sinnvoll, wenn man die Maße der Elemente hat. Hierfür habe ich ein JPEG mit den Maßen erstellt. Diese blenden wir uns in der Ansicht oben ein. Hierzu aktivieren wir diese Ansicht und klicken dort auf das Menü Bearbeiten und dann auf Ansichts-Voreinstellungen … (Bild 01).
Bild 01
Hier klicken wir auf den Reiter Hintergrund. Unter Bild klicken wir auf den Button … und laden das Bild "Bridgelux.jpg" (Bild 02).
Bild 02
Bild 03
Bild 04
r = b : 2 · cos 30° = 20,04 : 2 · 0,86603 = 20,04 : 1,7321 = ~ 11,57 mm
Wir nehmen die Einstellungen wie in Bild 05 gezeigt vor. Dazu klicken wir mit gedrückter Shift-Taste die beiden Reiter Koord. und Objekt an.
Bild 05
Bild 06
Jetzt schieben wir das n-Eck in das Extrude-NURBS (Bild 07).
Bild 07
Bild 08
Nun müssen wir noch 6 Ausschnitte an den Spitzen anbringen. Hierfür benutzen wir einen Würfel. Im Menü Objekte auf Grundobjekte und dann auf Würfel klicken (Bild 09).
Bild 09
Bild 10
Auf dem Bildschirm sieht das Ergebnis wie folgt aus (Bild 11).
Bild 11
Bild 12
Anschließend schieben wir den Würfel in das Array (Bild 13).
Bild 13
r = 4 - 1,6 + 9,5 = 2,4 + 9,5 = 11,9.
Wir klicken im Objekt-Manager das Array an. Unter den Attributen geben wir den errechneten Radius ein und stellen die Anzahl der Kopien auf 5 (Bild 14).
Bild 14
Bild 15
Die Würfel müssen noch gedreht werden, sodass sie auf der Spitze liegen. Unter den Attributen des Arrays stellen wir den Winkel W.H auf 30 ein (Bild 16).
Bild 16
Bild 17
Im nächsten Schritt schneiden wir die Würfel aus dem Sechseck heraus. Dazu klicken wir im Menü Objekte auf Modeling und dann auf Boole (Bild 18).
Bild 18
Bild 19
Nun schieben wir die Objekte in das Boole-Objekt hinein. Dabei ist die Reihenfolge wichtig. Oben steht das Objekt, von dem subtrahiert wird, und unten das Objekt, das abgezogen wird (Bild 20).
Bild 20
Damit wir nun ein einzelnes Objekt erhalten, markieren wir im Objekt-Manager das Boole-Objekt und konvertieren es mit der Taste C in ein Polygon-Objekt (Bild 21).
Bild 21
Bild 22
Wenn wir im Objekt-Manager das Boole markiert haben, klicken wir auf das Symbol Live-Selektion und dann auf das Symbol Kanten bearbeiten (Bild 23).
Bild 23
Hinweis!
Wenn man irrtümlich eine falsche Kante erwischt hat, kann man sie mit gedrückter S-Taste wieder aus der Selektion herausnehmen.
Bild 24
Bild 25
Bild 26
Um das Bevel zu beenden, klicken wir auf das Symbol Live-Selektion und dann auf das Symbol Modell bearbeiten (Bild 27).
Bild 27
Bild 28
Wir markieren im Objekt-Manager das Boole und drücken die Tastenkombination Strg+C und dann Strg+V. Damit haben wir eine Kopie des Objektes erstellt (Bild 29).
Bild 29
Durch einen Doppelklick auf das Wort Boole im Objekt-Manager können wir den Namen ändern. Das untere Objekt nennen wir Alu-Körper und das obere Objekt Beschichtung (Bild 30).
Bild 30
Bild 31
Das Ergebnis sehen wir in Bild 32 (habe hier mal Material zugeordnet, damit man es besser erkennt).
Bild 32
Bild 33
Nun ändern wir die Abmessungen für die Ebene wie in Bild 34 zu sehen. Da wir keine Verformungen vornehmen müssen, können wir die Anzahl der Segmente auf 1 verringern.
Bild 34
Bild 35
Dann schieben wir die Ebene in das Array (Bild 36).
Bild 36
Hinweis:
Die Ebenen müssen etwas höher liegen als die Oberkante der Beschichtung, da es ansonsten zu Darstellungsfehlern beim Rendern kommt.
Bild 37
Wir sehen nun 6 Ebenen (Bild 38).
Bild 38
Wenn wir auf das + vor dem Array klicken, sehen wir nach der Konvertierung das Ergebnis wie in Bild 39. Es gibt jetzt 6 Objekte.
Bild 39
Wir können nun zwei gegenüberliegende Ebenen (z. B. Ebene 3 und Ebene 6) anklicken ... (Bild 40).
Bild 40
Bild 41
Über einen Doppelklick auf das Wort Array im Objekt-Manager ändern wir den Namen auf "Kontakte" (Bild 42).
Bild 42
Bild 43
Wir ändern in den Attributen die Koordinaten und Objekt-Eigenschaften wie in Bild 44.
Bild 44
Bild 45
Im Objekt-Manager ändern wir den Namen in "Fassung" (Bild 46).
Bild 46
Bild 47
Wir benötigen nun ein Array von 5 x 5 Objekten. Mit dem Array-Objekt geht dies nicht, da es die Objekte immer rund anordnet. Wir benutzen daher einen Mograph-Klon. Im Menü MoGraph klicken wir auf Klon-Objekt (Bild 48).
Bild 48
Bild 49
Jetzt passen wir das Klon-Objekt unter den Attributen an. Der Modus wird auf Gitter eingestellt. Die Anzahl stellen wir auf 5 / 1 / 5. Die Größe stellen wir auf 4.8 (5 · 0,8 + 4 · 0,2) ein (Bild 50).
Bild 50
Bild 51
Das Klon-Objekt benennen wir im Objekt-Manager in "LED-Array" um (Bild 52).
Bild 52
Bild 53
Mit der Taste C konvertieren wir das Rechteck in ein Spline-Objekt (Bild 54).
Bild 54
Bild 55
Jetzt klicken wir auf die linke untere Ecke des Spline (Bild 56).
Bild 56
Bild 57
Dann klicken wir auf die linke obere Ecke des Spline (Bild 58).
Bild 58
Im Koordinaten-Manager verändern wir die X- und Y-Position wie in Bild 59.
Bild 59
Bild 60
Im Koordinaten-Manager verändern wir die X- und Y-Position wie in Bild 61.
Bild 61
Jetzt klicken wir auf die rechte untere Ecke des Spline (Bild 62).
Bild 62
Bild 63
Den Spline können wir in Bild 64 sehen.
Bild 64
Für die Biegung benötigen wir noch einen zusätzlichen Punkt auf dem Spline. Mit gedrückter Strg-Taste klicken wir auf das schräge Segment wie in Bild 65.
Bild 65
Bild 66
Nun klicken wir die rechte Maustaste und stellen den Punkt im Kontext-Menü auf Weiche Interpolation um (Bild 67).
Bild 67
Bild 68
Wir packen den rechten Griff mit gehaltener linker Maustaste und drehen den Pfeil so, dass auf der rechten Seite eine Gerade entsteht (Bild 69).
Bild 69
Den linken Griff ziehen wir ebenfalls mit gedruckter linker Maustaste, halten dabei aber die Shift-Taste gedrückt (dadurch wird nur die linke Seite modifiziert). Der Tangentenpfeil sollte noch horizontal liegen wie in Bild 70.
Bild 70
Bild 71
Wir schieben den Spline wie in Bild 72 in das Lathe-NURBS.
Bild 72
Bild 73
Wenn wir zurück in die Zentralperspektive gehen, sehen wir, dass die Auflösung der Linse noch nicht passt (Bild 74).
Bild 74
Bild 75
Jetzt sieht die Linse schon besser aus (Bild 76).
Bild 76
Bild 77
Der Hintergrund des LED-Arrays ist schwarz. Hierfür müssen wir noch eine Scheibe in die Fassung setzen. Wir klicken im Menü Objekte auf Grundobjekte und dann auf Scheibe (Bild 78).
Bild 78
Bild 79
Damit ist das Modell fertig. Es fehlt jetzt noch die Lichtquelle. Doch welche Lichtquelle nehmen wir? Da die LED ihr Licht gezielt und in einem bestimmten Winkel abgibt, bleibt nur eine Spot-Lichtquelle übrig.
Hinweis:
Das LED-Array besteht aus 25 Chips. Für eine reale Darstellung müssten es als 25 Spots sein. Ich würde es nur dann machen, wenn nur die LED gezeigt wird. Dazu legt man den Spot in ein MoGraph Klon-Objekt. Ist die LED nur Teil einer Szene, genügt es, wenn wir einen einzelnen Spot einsetzen. Dies verringert die Renderzeit erheblich. Sind beispielsweise 10 LEDs in der Szene montiert, muss dafür der Schatten von 250 Lichtquellen gegenüber 10 Lichtquellen berechnet werden; und das dauert.
Bild 80
Bild 81
Unter dem Reiter Allgemein stellen wir den Schatten und die Sichtbarkeit ein (Bild 82).
Bild 82
Bild 83
Die Helligkeit des sichtbaren Lichts stellen wir unter dem Reiter Sichtbarkeit auf 10 ein (Bild 84).
Bild 84
Bild 85
Hinweis:
Die Materialien haben denselben Namen wie die Objekte.
Bild 86
Bild 87
Bild 88
Von den Materialien ist nicht viel zu sehen. Warum? Es fehlt einfach Licht um die Objekte herum und es gibt keine Umgebung. Als Erstes fügen wir einen Boden ein. Wir finden ihn im Menü Objekte unter Szene-Objekte (Bild 89).
Bild 89
Bild 90
Als Nächstes fügen wir eine Flächen-Lichtquelle in die Szene ein. Wir finden sie im Menü Objekte unter Szene-Objekte (Bild 91).
Bild 91
Bild 92
Nun schieben wir das Licht in das Array hinein (Bild 93).
Bild 93
Bild 94
Nun klicken wir im Objekt-Manager auf das Licht und passen unter Allgemein die Intensität an. Zudem setzen wir das Häkchen bei Umgebungsbeleuchtung (Bild 95).
Bild 95
Bild 96
Fertig. Ich hoffe, es hat Spaß gemacht und konnte euch weiterhelfen.
smart88
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smart88
17.11.2011 - 16:54
Das Rechnen soll helfen, wenn man eine ähnliche LED (z.B. anderer Hersteller, andere Leistung) modelliert, die Werte nachvollziehbar zu machen
Gruß smart88
Frikadelleweck
17.11.2011 - 15:01
Sehr schön erklärt und auch das Ergebnis ist super! Auch wenn mich persönlich das Rechnen nicht so interessiert, sondern nur die Werte, ist es trotzdem interessant, wie man auf die Werte kommt (klingt komisch, ist aber so). Mehr davon!
kaiiak
29.09.2011 - 11:02
Hat Spaß gemacht und ist sehr gut beschrieben. Besonders das Rot-Umranden war sehr hilfreich und hat das modeln beschleunigt, da ich nicht alles immer lesen musste, wenn ich schon wusste was kommt und mich nur noch die einzugebenden Werte interessiert haben! Schönen dank ich kann es nur weiterempfehlen und hoffe noch mehr so gute Tutorials zu finden.