采光模拟器的核心目标是评估建筑或空间内的自然光分布情况，辅助设计决策。在制作前，需明确模拟场景的类型（如新建建筑、改造项目、室内空间），以及需关注的指标（如采光系数、眩光水平、阴影分布）。同时，确定模拟的精度要求，例如是否需要高精度光谱数据或动态光照变化分析，这将影响后续的硬件和软件选择。
一、明确采光模拟器的目标与需求采光模拟器的核心目标是评估建筑或空间内的自然光分布情况，辅助设计决策。在制作前，需明确模拟场景的类型（如新建建筑、改造项目、室内空间），以及需关注的指标（如采光系数、眩光水平、阴影分布）。同时，确定模拟的精度要求，例如是否需要高精度光谱数据或动态光照变化分析，这将影响后续的硬件和软件选择。
二、硬件配置与数据采集硬件配置需根据模拟需求选择合适的设备。对于几何信息采集，可使用激光测距仪或三维扫描仪获取建筑模型的精确尺寸与空间布局。材料属性测量则需使用光谱仪或反射率测量仪，获取不同材料的反射率、透射率等光学参数。外部环境数据可通过气象站获取太阳位置、天空辐射等数据，或使用软件内置的气象模型生成。数据采集需确保精度，例如几何尺寸误差控制在毫米级，材料参数误差小于5%，以保证模拟结果的可靠性。
三、软件选择与模型建立软件选择需结合模拟精度与成本。专业采光模拟软件（如基于物理的渲染引擎或专用采光分析工具）提供更精确的光照模型和参数设置，适合复杂场景或高精度需求；而开源工具（如Blender结合Cycles渲染器）则通过调整材质属性和光照设置实现类似效果，适合预算有限或简单场景。模型建立时，需将采集的几何数据导入软件，创建三维模型，并根据测量结果设置材料属性。对于自然光模拟，需定义太阳光源的位置与强度，以及天空模型（如 isotropic sky 或 clear sky），对于人工光，则需设置灯具位置、类型与功率。
四、光照模型与参数设置光照模型是采光模拟的核心，常见方法包括基于辐射度的方法（如 Radiance）、基于光线的追踪（如 Ray Tracing）和简化模型（如 DIALux 的 DLC 方法）。基于辐射度的方法通过计算光能的辐射度分布，能准确模拟复杂场景的光照，适合高精度需求；基于光线的追踪则通过追踪光线从光源到接收点的路径，计算光照分布，适合动态光照或复杂材质场景。参数设置需根据场景调整，例如太阳高度角、天空辐射强度、材料反射率等，确保模拟结果符合实际环境。
五、模拟运行与结果分析模拟运行前需设置模拟参数，如时间（一天中的不同时刻、季节）、天气（晴天、阴天、多云）、场景（室内或室外）。运行模拟后，软件会输出光照数据，包括照度、亮度、光谱等。结果分析需通过可视化工具（如等照度线图、光照热图）直观展示光照分布，并评估是否满足设计标准（如采光系数不低于标准值、眩光指数低于安全阈值）。若结果不满足要求，需根据分析结果调整设计参数（如增加窗户面积、调整窗户位置、更换材料），然后重新模拟验证。
六、优化与验证优化过程需循环进行，通过调整设计参数（如窗户尺寸、材料类型、空间布局），重新模拟并分析结果，直到满足设计目标。验证阶段可使用实际测量数据对比模拟结果，确保模拟的准确性。例如，在模拟完成后，可在实际场景中测量关键点的照度，与模拟结果对比，计算误差，调整模型参数，提高模拟精度。
