LA SIMULAZIONE E LA COMUNICAZIONE DEL PROGETTO ILLUMINOTECNICO: IL CASO DI PALAZZO MADAMA IN TORINO

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1 Politecnico di Torino,, Facoltà di Architettura - Dipartimento di Energetica Virtuality 2002 Annual Virtual Reality Conference - 2 Convegno MIMOS Torino ottobre LA SIMULAZIONE E LA COMUNICAZIONE DEL PROGETTO ILLUMINOTECNICO: IL CASO DI PALAZZO MADAMA IN TORINO M. Filippi, A. Pellegrino, M. Ruffinatto, Politecnico di Torino, Facoltà di Architettura, Dipartimento di Energetica C. Viano Settore Beni Culturali e Mostre - Città di Torino Città di Torino,, Divisione Servizi Culturali - Settore Beni Culturali e Mostre

2 LA PROGETTAZIONE ILLUMINOTECNICA OBIETTIVO: definire le soluzioni tecnologiche appropriate per realizzare un determinato contesto luminoso FASI DEL PROCESSO DI PROGETTAZIONE intenzione progettuale soluzioni tecnologiche verifica comunicazione definizione dei requisiti funzionali definizione dei requisiti d immagine scelta e localizzazione dei sistemi di illuminazione naturale o artificiale simulazione dell interazione luce-superfici rappresentazione dei risultati numerici rappresentazione virtuale dell ambiente luminoso

3 LA SIMULAZIONE L ACCURATEZZA DELLA SIMULAZIONE DIPENDE DA: - accuratezza nella riproduzione geometrica dell ambiente e di tutti gli oggetti in esso contenuti \ - accuratezza nella caratterizzazione fotometrica delle sorgenti di luce artificiali o naturali - accuratezza nella caratterizzazione ottica e cromatica dei materiali presenti nell ambiente - accuratezza del modello di simulazione numerica adottato: algoritmi di calcolo

4 LA RAPPRESENTAZIONE DEI RISULTATI Rappresentazione dei risultati numerici Rappresentazione virtuale dell ambiente luminoso

5 I SOFTWARE PER IL PROGETTO ILLUMINOTECNICO Esistono diverse categorie di programmi: -sviluppati: - da aziende produttrici di apparecchi di illuminazioni - da software house indipendenti - da centri di ricerca illuminotecnica - per: - il progetto dell illuminazione artificiale - il progetto dell illuminazione artificiale e naturale - di calcolo illuminotecnico - di calcolo illuminotecnico e rendering Distinzione tra: - programmi che creano ambienti virtuali usando sorgenti luminose non caratterizzate in termini fotometrici - programmi che producono risultati quantitativi e immagini fotorealistiche coerenti usando sorgenti realistiche caratterizzate fotometricamente

6 I SOFTWARE DI CALCOLO ILLUMINOTECNICO E RENDERING GLI ALGORITMI DI CALCOLO: Ray Tracing (Backward ray-tracing) Si basa sulle leggi dell ottica geometrica Potenzialità: - accurata simulazione della luce diretta - restituzione corretta di riflessioni, rifrazioni, trasparenze e ombre portate Limiti: - difficoltà nella simulazione della componente indiretta - tempi di calcolo fortemente influenzato dal numero di sorgenti presenti nella scena - ad ogni cambiamento del punto di vista la simulazione deve essere ripetuta

7 I SOFTWARE DI CALCOLO ILLUMINOTECNICO E RENDERING GLI ALGORITMI DI CALCOLO: Radiosity Si basa su un modello di trasferimento dell energia radiante Potenzialità: - calcolo della luce diretta ed indiretta - indipendenza dal punto di osservazione Limiti: - tutti i materiali vengono considerati perfettamente diffondenti (non è possibile simulare il comportamento speculare o misto) - calcolo approssimativo di trasparenze e rifrazioni - una suddivisione in mesh non sufficientemente accurata può dare origine a una non corretta rappresentazione delle ombre nette

8 I SOFTWARE DI CALCOLO ILLUMINOTECNICO E RENDERING GLI ALGORITMI DI CALCOLO: Esempi Ray-tracing Ray-tracing + luce ambientale Radiosity Ray-tracing + radiosity

9 I SOFTWARE DI CALCOLO ILLUMINOTECNICO E RENDERING ESEMPI RELATIVI AD ALCUNI SOFTWARE Litestar Torino - Piazza Statuto Lightscape Torino - Palazzo Carignano

10 I SOFTWARE DI CALCOLO ILLUMINOTECNICO E RENDERING ESEMPI RELATIVI AD ALCUNI SOFTWARE Radiance 3.1 I.M.S. Regina Margherita, Torino Aula 4D 21 settembre - ore cielo parzialmente coperto 21 settembre - ore cielo sereno Rendering Distribuzione dei valori di luminanza Distribuzione dei valori di illuminamento

11 Attività di ricerca progettuale e sperimentazione in laboratorio sui problemi di illuminazione e climatizzazione in ambienti espositivi temporanei e permanenti POLITECNICO DI TORINO - Dipartimento di Energetica CITTA DI TORINO - Settore Beni Culturali e Mostre Scalone monumentale Sala della Madama Reale Salone del Senato Sala degli Stucchi Ambienti oggetto di simulazione: -scalone monumentale Sala degli Stucchi Sala delle Feste Sala Guidobono - salone del Senato - sale espositive del primo piano

12 IL SOFTWARE UTILIZZATO: LIGHTSCAPE 3.2 IMPUT AMBIENTE: qualunque geometria in formato CAD SORGENTI: - illuminazione artificiale: curve fotometriche in formato numerico (IES) - illuminazione naturale: posizione del sole e definizione del modello di cielo MATERIALI: - colore e fattore di riflessione luminosa (HSV o RGB) - fattore di trasmissione luminosa - indice di rifrazione - lucentezza OUTPUT RAPPRESENTAZIONE VIRTUALE dell ambiente luminoso RAPPRESENTAZIONE DEI RISULTATI NUMERICI - valori di illuminamento - valori di luminanza DATI SINTETICI relativi alle superfici: - valore medio relativo - valore massimo o minimo - uniformità di distribuzione. - possibilità di introduzione di textures ALGORITMI: - radiosity - ray-tracing - radiosoty + ray-tracing

13 Lo scalone monumentale

14 Il Salone del Senato

15 Le sale espositive del primo piano APPROCCIO: analisi dell allestimento e del percorso espositivo definizione dei requisiti illuminotecnici scelta del sistema di illuminazione simulazione mediante Lightscape e verifica dei risultati rispetto ai requisiti creazione di una animazione per la comunicazione del progetto

16 Sala degli Stucchi : allestimento e percorso espositivo

17 Sala degli Stucchi : scelta e localizzazione degli apparecchi di illuminazione Illuminazione delle opere

18 Sala degli Stucchi : scelta e localizzazione degli apparecchi di illuminazione Illuminazione della volta

19 Sala degli Stucchi : scelta e localizzazione degli apparecchi di illuminazione Verifica delle ombre portate

20 Sala degli Stucchi : risultati numerici

21 Sala degli Stucchi : risultati numerici

22 Rappresentazione virtuale Sala degli Stucchi Sala Guidobono Sala della Madama Reale Sala delle Feste

23 LA COMUNICAZIONE DEL PROGETTO: l animazione

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