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led照明模拟系统


背景技术：

1.许多娱乐、商业、和工业设施使用基于发光二极管（led）的照明器用于照明。基于led的照明器为这些设施提供了实现高质量光的智能控制、可靠的光输出、可调整的光的形状和强度、以及改善的能效的能力。另外，包括发光二极管（led）照明器或其他类型照明器的照明系统可以提供以下特征，诸如：可控调光、颜色选择和颜色调节、色温调整d
uv
控制、或者发射光束的形状和/或方向的控制。
2.在诸如运动竞技场、体育场、剧院、和其他娱乐场所的设施中，可能具有大量的led照明器。设备操作者可能希望对由设备输出的光的特性做出频繁改变。因此，他们必须用参数来编程他们的照明控制系统，该参数将用于命令照明设备发射具有变化特性的光。在具有大量灯光的系统中，这种编程可以非常耗时，并且验证编程的结果或评估所使用参数的潜在改变可以非常困难。当前，操作者必须编程设施并观察就位的灯光，这要求大量的时间和精力，尤其是在测试大量潜在改变时。这可以耗费照明系统可用于操作以照亮事件的时间，并且它可以使得编程错误极难排除故障和修复。
3.本文档描述了一种涉及解决上面描述的问题和/或其他问题的系统。


技术实现要素：

4.在各种实施例中，照明设备模拟系统包括包含位于设施中的照明器的位置数据、以及每个照明器能够发射的光的一个或多个特性的数据存储。该系统还包括包含设施的结构特征数据以及结构特征的位置数据的数据存储。该系统还包括数据存储，该数据存储包含可以用于控制照明器操作的场景的场景数据。该系统还包括处理器、显示器、和编程指令，该编程指令被配置成使处理器响应于接收到场景之一的选择，播放所选场景。处理器通过将设施的结构特征的位置数据映射到显示器上的点、将设施的一组照明器的位置数据映射到显示器上的点的子集、并使显示器在点的子集中的每个点处输出该组中的照明器的虚拟表示来播放场景。当输出每个虚拟表示时，对于场景中的多个时间元素中的每一个，系统将识别照明器的一个或多个光输出特性，并且它将使虚拟表示输出对应于光输出特性的视觉指示器，使得至少一些虚拟表示的视觉指示器随时间变化。
5.在二维实施例中，系统可以使显示器在显示器上的点处显示设施的结构特征，并且当使显示器输出虚拟表示时，系统可以将虚拟表示叠加在如显示器上呈现的结构特征的一部分之上。在三维实施例中，显示器可以包括增强现实显示器或混合现实显示器，并且系统可以将虚拟表示叠加在如显示器上看到的实际设施的结构特征的一部分之上。
6.在一些实施例中，该系统包括相机，并且当显示器输出照明器的虚拟表示时，该系统可以将虚拟表示叠加在如由相机捕获并呈现在显示器上的图像中看到的实际设施的结构特征的一部分之上。
7.在一些实施例中，当模拟器识别照明器的一个或多个光输出特性并使虚拟表示输出对应于光输出特性的视觉指示器时，该系统可以接收作为数据分组流的场景数据，其中数据分组包括多个数据通道。在接收到每个数据通道时，该系统可以识别订阅该通道的设
施中的照明器、从该通道提取一个或多个光输出特性、并使用提取的光输出特性将颜色和亮度值应用于与所识别的照明器的虚拟表示相关联的显示器的一个或多个像素或体素。
8.在一些实施例中，当输出对应于每个照明器的光输出特性的视觉指示器时，该系统可以确定照明器的颜色值和与照明器相关联的发射光的光束扩散。然后，当照明器在所选场景中打开时，该系统可以执行以下中的任一个或两个：（a）将变暗过滤器应用于不在与照明器相关联的发射光的光束扩散内的像素；或者（b）将光过滤器应用于与照明器相关联的发射光的光束扩散内的像素。
9.在一些实施例中，当该系统经由用户接口接收到对照明器的一个或多个光输出特性的修改时，它可以将该修改保存到存储器作为已修改场景，并且它还可以通过播放已修改场景在显示器上呈现该修改。
10.在一些实施例中，当该系统检测到用户输入已经选择了正在屏幕上输出的照明器时，然后响应于用户输入，该系统可以在显示器上呈现弹出框，该弹出框示出所选照明器的特性或照明器的设置。为了呈现弹出框，该系统可以从所选场景的场景数据中提取在接收到用户输入时所选照明器在场景中正发射的光的特性。然后，该系统可以在框中包括关于在接收到用户输入时所选照明器在场景中正发射的光的特性的信息。
11.在一些实施例中，当播放所选场景时，该系统可以检索组中每个照明器的显示模型。该系统可以组合一些或所有显示模型，以生成表示该组中的一些或所有照明器的组合照明图案的整体显示模型。然后，当使显示器输出组中照明器的虚拟表示时，该系统还可以使显示器输出设施中组合照明图案的视觉表示。可选地，该系统还可以从周围光传感器接收设施中一位置处的设施的实际照明条件。如果该系统从周围光传感器接收到此信息，那么当生成表示组合照明图案的整体显示模型时，该系统还可以将实际照明条件的特性考虑到组合照明图案中。在一些实施例中，当播放所选场景时，该系统还可以在组合照明图案的视觉表示内的对应位置处显示一个或多个像素或体素的照度值。
附图说明
12.图1图示了照明设备网络的示例，其中附近的移动电子设备和远程服务器用于控制由设备网络发射的光。
13.图2图示了可以在照明模拟系统中使用的示例显示器。
14.图3a和图3b图示了示例显示器如何播放场景。
15.图4图示了图2的显示器的示例特征。
16.图5图示了可以在照明模拟系统中使用的示例三维显示设备。
17.图6图示了照明器的示例3d模型及其产生的照明图案。
18.图7图示了照明器的附加示例3d模型及其产生的照明图案。
19.图8a图示了填充有光度数据的2d阵列，而图8b图示了部分源自图8a的阵列的2d阵列。
20.图9图示了可以用于计算平面上一点处所发射的光的强度的各种参数。
21.图10a图示了从图8b的2d阵列的光照度数据映射的3d增强现实显示信息。图10b图示了具有光形状的图10a的信息。
22.图11图示了系统可以提供模拟的一种类型的照明设备的示例。
23.图12图示了可以包括在一个或多个电子设备中的各种硬件组件。
具体实施方式
24.图1图示了照明设备控制系统，其中任何数量的照明设备101、102定位于环境中的各种位置，诸如体育场、竞技场、音乐厅、室外圆形剧场、公园、或者其他运动或娱乐设施、或者商业建筑或其他光使能设施中的墙壁、天花板、桅杆、塔、或其他支撑结构。可选地，设施处的一组照明设备可以由网关控制器104控制，该网关控制器104通信地耦合到一个或多个灯具控制器111、112，该灯具控制器111、112连接到一个或多个照明设备101、102。如果使用网关控制器104，则它可以被配置为与便携式电子设备103配对，从便携式电子设备103接收光操作请求，并且根据光操作请求经由灯具控制器111、112控制至少一个照明设备101、102。替代地或另外，便携式电子设备可以直接向照明设备的灯具控制器111、112发送控制命令。灯具控制器111、112中的每一个包括光照设备的控制电路的各种组件。便携式电子设备103可以是例如可穿戴虚拟现实、混合现实或增强现实设备。在其他实施例中，便携式电子设备103可以是膝上型电脑、智能手机、平板电脑或其他电子设备。
25.每个灯具控制器、网关控制器104和/或便携式电子设备103可以能够与通信网络105——诸如蜂窝通信网络、互联网、网状网络、或者其他有线或无线通信网络——通信。远程服务器106也可以通信地连接到通信网络105，使得它可以与便携式电子设备、网关控制器104、和/或灯具控制器111、112通信。远程服务器106可以包括或连接一个或多个存储器设备，该一个或多个存储器设备共同存储用于光使能设施的数据的数据库108，诸如可用场景（其将在下面描述）。便携式电子设备103可以包括包含编程指令的存储器设备，该编程指令被配置成使便携式电子设备执行各种功能。另外或替代地，便携式电子设备103可以经由通信网络105访问远程服务器106，以获得存储在服务器上和/或由服务器执行的程序指令。
26.常常，当多个照明器安置在体育场或其他设施中时，系统控制器（诸如上面描述的网关控制器、远程服务器、或电子设备）可以访问各种“场景”，该“场景”是包含照明器的设置数据的数字文件的集合，该数据将控制由每个照明器输出的光的特性。当控制装备播放场景时，它将使照明设备根据参数操作。场景可以包括时间线，在该时间线中应用于各种照明设备的参数随时间改变。
27.例如，场景可以包括指示第一组灯光将在第一时间段内发射具有第一指定特性集（例如，颜色、形状、光束扩散、色温和/或亮度）的光的设置。场景可以指定在第一时间段结束之后，第一组灯光将被关闭，并且第二组灯光将在第二时间段内被打开以发射具有第二指定特性集的光。在第三时间段中，场景可以指定两组灯光将根据第三指定特性集来操作。场景中可以包括光设置和时间段的任何组合。
28.模拟器是电子设备或电子设备的系统，其访问编程指令、场景的数据库、和设施的地理数据的数据集，以及具有设施中的照明设备位置和可选的那些设备的能力的一个或多个数据集。编程指令将能够使模拟器显示照明设备在设施中它们的位置、由设备输出的光的特性、和可选的设施本身的特征。图2图示了模拟器可以包括具有电子显示器的用户接口201。显示器通过触摸屏操作、通过带有语音命令的音频输入、通过键盘或小键盘、或通过另一用户输入设备可以是可控的。显示器可以显示设施204的表示，以及在设施中那些设备的实际位置处叠加在设施上的照明器205a
…
205n集。该系统可以使用任何合适的过程——诸
如通过将来自每个照明器的照明器数据集的坐标数据映射到该设施可用的对应坐标集上——将照明器205a
…
205n叠加到设施204的位置上。每个照明器的这个数据可以包括在一个或多个文件（诸如json文件）中，该一个或多个文件包括照明器品牌/型号、坐标（x
‑
y物理位置）、默认亮度和rgb颜色、控制系统中的数字地址（例如acn总线之上的流式dmx上的地址）、以及其他数据。该系统可以将设施坐标与照明器的坐标相匹配，以将照明器识别和定位在显示器上其对应的设施位置中。
29.模拟器可以被编程为通过“播放”场景的指令并使显示器上示出的照明设备基于（场景在场景期间用于命令随时间的照明器的操作的）设置来改变它们的外观，来使显示器上示出的照明设备的外观在显示器上模拟场景，如同它将出现在现实世界环境中。对于非常简单的示例，图3a示出了在场景中的第一时间点处，第一组灯光将打开，而图3b示出了在场景中的第二时间点处，不同组的灯光将打开。场景的附加视觉表示可能随着时间出现在灯光上，诸如不同的颜色、亮度、光束扩散等。例如，在图3a中，一些照明器看起来比其他照明器相对更亮，而在图3b中，不同组的照明器看起来被点亮，并且照明器之间亮度的相对变化也已经改变。以此方式，场景在显示器上被动画化，如同它将出现在现实世界中。
30.在一些实施例中，场景数据可以根据照明控制协议、诸如美国国家标准协会（“ansi”）“娱乐技术——usitt dmx512
‑
a——用于控制照明装备和附件的异步串行数字数据传输标准”中描述的照明控制协议来编码，该标准经常被称为dmx512或简称为dmx。本文档将使用术语“dmx”来指代dmx512标准及其各种变化、修订和替换，包括可能与本公开中描述的过程一致的任何未来修订或替换。另外，可以使用其他通信协议，诸如i2c或以太网通信协议。
31.系统可以根据dmx协议（或另一协议）从数据存储接收场景数据作为通信分组，并且它可以解码分组以解释用于操作照明器的虚拟表示的数据。可选地，该系统可以被编程为认识到流式分组的集合可以被捆绑在一起以形成数据结构。任何分组中的报头都可以表明新数据结构的起始。每个数据结构将包括多个“通道”（即字节流中的定位），并且设施中的各种照明灯具可以被配置为订阅具体的通道。因此，模拟器可以具有设施中实际灯光的订阅信息，并且它可以使用该订阅信息来识别每个灯光订阅的通道，并然后使用该通道内的信息来控制在模拟器中该光的虚拟表示。
32.例如，512字节的数据结构可以包括51个通道，每个通道包含10个字节。每个灯具可以通过将灯具与通道的起始地址相关联来订阅通道（例如，“起始地址20”可以表明订阅数据结构中的字节20
‑
29）。模拟器将检查起始地址和每个字节距起始地址的偏移量，并使用那些字节中包含的信息来改变与起始地址相关联的灯光的虚拟表示。例如：起始地址（偏移量0）可以包含照明器中白色led的亮度值。偏移量1可以提供应用于白色led的色温。基线色温（诸如4000 k）可以映射到0和255之间的字节值。偏移量2可以为白色led提供光束角度。偏移量3可以控制照明器的红色led。偏移量4可以控制照明器的蓝色led。偏移量5可以控制照明器的绿色led。偏移量6可以控制琥珀色led。
33.可以使用其他编码和解码模式。然后，系统可以使用这个解码的信息来改变显示器上的虚拟表示的外观，使得虚拟表示通过使围绕着每个显示的照明器的光照场中的像素在各种时间点上表现出与场景数据中分配给照明器的特性相对应的方向、亮度和/或颜色特性来与包含在照明器的通道中的信息一致。
34.流将持续提供新数据，并且每次新数据到达该照明器的通道时，模拟器都将更新每个照明器的虚拟表示。
35.当将场景数据映射到环境时，系统可以确定与每个照明器相关联的发射光的颜色值和发射光的光束扩散（即，光尺寸）。光束扩散可以是固定的，或者它可以随着光的亮度级别而变化。然后，系统可以将变暗过滤器应用于不在光的光束扩散内的所有像素，以将每个像素的新像素颜色值确定如下：pixnew(r, g, b) = pixold(r, g, b) * darkfilter(r, g, b)其中，pixnew是新的像素颜色值，pixold是先前的像素颜色值，并且darkfilter是0和255之间的值，可选地如由周围光传感器确定。
36.替代地，系统可以用lightfilter值取代上面等式中的darkfilter值，其中lightfilter值是与照明器的光束扩散内的光相关联的值，并且该函数应用于光束扩散内（而不是之外）的像素。无论哪种方式，效果都将是当照明器在场景期间打开时，照明器的光束扩散之外的像素看起来比光束扩散内的像素更暗，并且像素内的像素值将通过要由照明器在任何给定时间点处发射的光的颜色值、亮度或其他特性来确定。
37.返回参考图2，模拟器可以使显示器输出用户接口210，经由该用户接口210，系统可以接收用户输入或命令来控制模拟的一个或多个参数。例如，用户接口可以包括场景选择器接口215、运行/停止场景命令输入211、改变设施环境212的一个或多个特征的接口（诸如日光/夜间设置——参见图2的示例白天场景，和图3a
‑
图3b的示例夜间场景）、以及照明器参数设置213（诸如亮度和/或色温）。另外，用户接口可以包括场景定义接口（其可以包括在所示的用户接口210中，或者可选地包括在分开的屏幕、或用户接口210的不同配置中），在该场景定义接口中用户可以为任何特定场景中的设施的每个照明器定义光输出设置和操作定时。然后，系统可以播放场景，使得显示器向用户提供场景的视觉表示，并且用户可以输入对任一照明器的参数的调整并用更新的参数重放场景，以看到改变的效果。
38.通过使灯光的视觉表示如它们将在场景中一样出现在屏幕上，视觉表示可以帮助场景开发者识别场景定义参数中的错误。例如，如果特定照明器在场景中没有按预期出现（例如，当它应该打开时关闭、当它应该关闭时打开、不正确的亮度或颜色等），用户可以命令系统显示在那时控制光的场景参数，使得用户可以看到那些参数并调整它们来修复编程错误。
39.参考图4，模拟器可以响应于用户输入——诸如触摸触摸屏上的照明器401或用光标402悬停在照明器401之上，或者接收带有灯具标识符的口语音频——使弹出框403或其他显示片段出现，该弹出框403或其他显示片段具有照明器的各种特性，诸如灯具id、位置（坐标）。可选地，模拟器可以从所选场景的场景数据中提取在检测到用户输入时所选照明器在场景中正发射的光的特性。如果是，则它可以在框中包括关于在接收到用户输入时（即，在弹出框出现在场景中时）所选照明器在场景中正发射的照明器设置和/或光输出特性的信息。
40.图5图示了图3和图4中所示的二维表示可以延伸到三维设施表示。这可以在2d显示器501上使用软件和编程技术——诸如计算机辅助设计中使用的软件和编程技术——来完成。或者它可以经由可穿戴虚拟现实（vr）显示设备502（诸如头盔）的显示器来呈现。在这些情形中的任一种下，照明器位置数据和设施数据将包括3d坐标，使得照明器可以被映射到3d空间中任何定位处的设施的适当位置上。另外，在一些实施例中，该设备可以使用增强现实（ar）或混合现实（mr）显示设备503，诸如可以通过透明（或部分透明）显示器看到实际设施的头盔或护目镜，或者具有被配置为在显示器上示出实际设施的图像的相机504的设备。该系统可以使用显示设备的gps坐标以及从设备中的传感器（诸如加速度计、陀螺仪和/或惯性测量单元）获取的定位和取向数据，将照明器映射到显示器的适当位置上。如与上面描述的2d模型一样，3d模型的照明器数据可以包括在一个或多个文件（诸如json文件）中，但是在这种情况下，数据将包括3d坐标（x
‑
y
‑
z物理位置），系统然后可以将设施的3d坐标与照明器的3d坐标相匹配，以识别照明器并将照明器投影到它们在显示器上的对应设施位置。
41.在3d情形下，显示器不仅可以示出照明器的位置，而且可以示出场景播放时由照明器输出的光的3d表示，使得显示器示出照明器的输出将如何实际出现在场上。为此，该系统可以包括每个光的3d模型，该3d模型是数据集，该数据集在照明器的光照场内以三个维度示出了由照明器输出的光的特性，对于由灯输出的光路中的每个体素，具有诸如距离、形状、光束扩散、亮度、颜色等的特性。由于设施中将存在多个照明设备，许多体素将处于多个照明设备的路径中，因此系统将为每个体素计算并显示每个体素的总体照明特性集。在场景中的任何给定时间点处，对于在单个照明器的光照场内的任何体素，应用于该体素的亮度和颜色值可以对应于如从照明器的3d模型获得的该时间点处由照明器发射的光的亮度和颜色值。然而，在实践中，大多数体素可能在多个照明器的光照场内，在该情况下，系统将计算应用于该体素的亮度和颜色值，作为在该时间点由作为该像素的光源的所有照明器（即，光照场包括体素的所有照明器）所发射的光的特性的函数（诸如总和、加权平均、或另一函数）。如果使用2d表示代替3d表示，则相同的过程可以应用于像素。
42.例如，显示设备可以为每个照明器的 3d 模型生成或检索显示模型，诸如多边形（例如，2d多边形、3d多边形、2d和/或3d多边形的组合、图形图像等）或另一种类型的（多个）图像，并组合多个显示模型以生成表示场景中多个照明器的组合照明图案的显示模型。例如，系统可以组合具有对应于每个照明器的3d模型的光度数据的参数的多边形，以生成组合多边形，该组合多边形具有考虑单独多边形的显示参数的显示参数。该系统可以从本地存储或远程源（诸如远程服务器）中检索单独多边形或其他类型的显示模型。
43.在一些示例实施例中，系统可以在生成表示由照明器的3d模型产生的照明图案的显示模型时考虑目标区域中的照明条件。例如，该系统可以使用从周围光传感器接收并由周围光传感器感测的照明条件以及每个照明器的3d模型的光度数据来生成多边形的显示参数，该多边形显示在覆盖在目标区域的实时图像上的显示器上。ar/mr设备可以识别如上所描述的反射表面、墙壁、家具等，并在生成覆盖在实时图像上的多边形时考虑反射、阴影等。
44.照明器的3d模型可以显示在目标区域的实时图像中，使得用户能够评估当播放场景时对应的照明器或照明效果将看上去如何。因为照明器的3d模型与设施中的物理位置相
关联，并且因为照明显示模型（例如，（多个）多边形）与照明器的模型相关联，所以用户可以在持有或穿戴ar/mr设备时围绕设施移动，并且从设施中的不同有利点看到不同位置处的场景产生的照明效果。当用户围绕设施移动时，显示在显示器上的照明图案的形状可以取决于由ar/mr设备的相机可观看的部分设施和显示在显示器上的对应实时图像而改变。
45.图6图示了照明器601的示例3d模型和由照明器601发射的光的图案。发射的光图案包括基于与照明器相关联的光度数据或照明数据的另一梯度的照度级别。与照明器601相关联的光度数据602可以被图示为传送照明分布形状、色温、以及由例如在距照明器601特定距离的表面处的照度级别值603指示的照度级别。尽管针对特定表面示出了照度级别值603，但是光度数据可以包括不同距离处的照度级别值。系统可以使用光度数据——诸如照明分布形状、色温、照度级别等——以生成覆盖在显示设备上显示的设施的实时图像上的显示模型。尽管本文档使用多边形作为显示模型的示例，但是也可以使用其他类型的显示模型、诸如其他形状或图像。
46.图7图示了根据示例实施例的照明器和照明图案的3d模型，该3d模型包括覆盖在设施内的目标物理区域的实时图像（其可以是实际视图或由相机捕获的视图）上的照度值。如由模拟器的相机观看的目标物理区域的实时图像704被输出在显示器700上。使用模拟器，可以显示照明器的3d模型702，如图7中所示。3d模型702以与如上所描述类似的方式覆盖在显示器700上的目标物理区域的实时图像704上。
47.可选地，系统将确定照明器的光束扩散内的体素的照度值710。为了说明，照度值710可以指示可以由3d模型702表示的照明灯具提供的光的亮度级别。照度值710可以以英尺烛光（fc）为单位，并且可以基于从与3d模型或与由3d模型表示的照明器相关联的光度数据文件中提取的强度值来生成。光度数据文件可以是照明工程学会（ies）文件或另一光度数据文件，采用如更早描述的json或其他格式。在一些实施例中，代替光度数据或除了光度数据之外，照明数据可以由用户输入到模拟器。虚线708图示了从一个角度观看时光束扩散的边界和发射光的形状。例如，线708可以与最小阈值相关联，其中光的形状（即，外部轮廓）基于高于最小阈值（例如，3 fc）的照度值来定义。最小阈值可以基于在各种照度值或距照明器的各种距离下光的预期效果来设置。
48.如图7中所图示，地面706的一些区域可以与较高的亮度级别（例如，5.5英尺烛光（fc））相关联，而其他区域可以与相对较暗的级别（例如，3.2 fc）相关联。当用户持有模拟器的ar或mr设备在目标区域中移动时，设备的视口/显示屏上显示的实时图像（或通过显示器看到的图像）随着目标物理区域的不同部分进入视野而改变。因为3d模型保持虚拟地锚定到设施中的位置（例如，基于坐标），所以只要设施区域中的3d模型的虚拟位置在设备的视野内，当设备在设施中移动时，就可以从视口/显示屏上的不同侧观看照明器的3d模型。
49.当用户持有或穿戴ar/mr设备在目标物理区域中四处移动时，取决于相对于3d模型的虚拟位置显示的部分设施、和/或照度值，不同的照度值可以显示在显示器上。尽管取决于处于视野中的特定实时图像，不同的照度值可以显示在显示器上，但是照度值被锚定到设施中的位置（例如，地面706上的位置）。
50.在一些示例实施例中，每个像素（或体素）的照度值710可以基于如由3d模型表示的照明灯具的光源所位于的高度为各种位置生成。照明灯具的光源的高度可以结合在照明灯具的3d模型中。ies文件中提供的相对于不同照明灯具安置高度的水平角度、垂直角度、
和强度信息可以用于生成相对于水平表面和/或垂直表面上各种位置的照度值。ies文件中的信息也可以用于确定可以由照明灯具提供的光的色温和照明形状。在本说明书中，相对于照明灯具使用的术语“高度”以及短语“安置高度”和“安装高度”旨在指照明灯具的光源相对于地板、或者照明灯具下方或其上安置照明灯具的类似表面的位置。
51.图8a图示了以二维阵列形式的表面强度矩阵802，其部分填充有从相应光度数据文件提取的光强度数据。通过示例的方式，表面强度矩阵802可以表示表面（诸如地板）上的发光强度值，并且照明灯具的预期安装高度可以用于从与照明灯具相关联的ies文件中提取相关强度值，该照明灯具将位于表面强度矩阵的中心804。例如，表面强度矩阵802可以被认为遮盖了地板或另一表面，该地板或另一表面可以被来自安置在地板或其它表面上方的安装高度处的照明灯具的光照亮，该照明灯具定位在在地板水平面上方的安装高度处的矩阵的中心804处。可以从ies文件中提取照明灯具的特定预期安装高度的水平角度、垂直角度、和强度值，并且可以为矩阵的每个点（例如，806a、806b）识别强度值，其中强度值表示由照明器在地板上的各种位置处发射的光的强度。表面强度矩阵802的填充位置可以对应于ies文件中包括的相对于位置804处地板上方的照明灯具的预期安置高度的特定水平和垂直角度。
52.在一些示例实施例中，可以执行填充的强度值的线性插值，以完全或大部分填充表面强度矩阵802。受益于本公开，可以以本领域普通技术人员可以容易理解的方式在两个强度值之间执行线性插值。表面强度矩阵802的尺寸和分辨率可以取决于照明灯具的类型。例如，用于线性照明灯具的表面强度矩阵的尺寸和分辨率可以不同于用于圆形照明灯具的表面强度矩阵的尺寸和分辨率。可以针对不同的照明灯具而预定义各种表面强度矩阵的尺寸和分辨率。
53.在一些示例实施例中，另一水平面（例如，桌子表面）而不是地板水平面可以用于确定照明灯具在该水平面上方的净高度，以便从ies文件中选择相关的强度、水平角度、和垂直角度值。尽管表面强度矩阵802的特定位置被示为被填充，但是在替代实施例中，更多或更少的位置或不同的位置可以被填充有强度值，而不脱离本公开的范围。
54.在一些示例实施例中，在完全或大部分填充之后，表面强度矩阵802可以用于生成照度矩阵，该照度矩阵是填充有光照度数据的二维阵列。为了说明，图8b图示了根据示例实施例的照度矩阵812，其填充有从图8a的表面强度矩阵802的光强度数据生成的光照度数据。用于填充照度矩阵812中的每个点的照度值可以使用下面的等式（1）从表面强度矩阵802的光强度值生成。等式1。
55.在等式（1）中，如图9中所图示，e
p
表示平面中一点的照度值，θ和ξ表示垂直角度（当照明器在p的正上方并且照明器的平面和表面因此平行时，ξ = 0），ψ表示水平角度，并且da
p
表示点p处照亮的面积。i(θ, ψ)表示照明灯具的特定预期安装高度h的垂直和水平角度θ和ψ的亮度强度值。
56.为了说明的目的，使用不同的阴影（或颜色），其中每个阴影（或颜色）表示照度值，
图8b示出照度值（例如，照度值816、818、820）可以取决于照度矩阵812的不同位置距照明灯具的位置814的相对距离而变化。照明灯具的位置814被认为是在矩阵中心处的地板水平面的正上方，其中地板水平面由照度矩阵812表示。
57.在一些示例实施例中，低于阈值的照度值可以从照度矩阵812中去除。例如，在对照度矩阵812执行的后续操作中，图8b中由最暗阴影（黑色）816表示的照度值可以从照度矩阵812中去除。
58.尽管在照度矩阵812中特定位置被示出为填充有特定的阴影或颜色，但是在替代实施例中，该位置可以填充有不同的阴影或颜色，而不脱离本公开的范围。模拟器可以执行软件代码，以例如响应于相关用户输入来执行上面相对于图8a和图8b描述的操作。
59.在一些示例实施例中，在低于阈值的一些照度值被去除之前或之后，照度矩阵812的照度信息可以被映射或以其他方式改变为增强现实显示信息。图10a图示了根据示例实施例的从图8b的照度矩阵812的光照度数据映射的增强现实显示信息。图10b图示了根据示例实施例的具有照明形状的图10a的增强现实显示信息。在图10a中，照明灯具的位置1004被示出在地板水平面区域1002的中心上方的预期安置或安装高度处。照明灯具的位置1004对应于图8a中所示的位置804和图8b中所示的位置814，并且表示在地板水平面区域1002上方的预期安置/安装高度处的照明灯具的位置，地板水平面区域1002对应于照度矩阵812。在一些示例实施例中，本说明书中对增强现实的引用旨在包括混合现实（mr），如受益于本公开的本领域普通技术人员可以理解的。
60.为了说明的目的，使用不同的阴影（或颜色）——其中每个阴影（或颜色）表示照度值——图10a示出照度值（例如，照度值1006、1008）可以取决于地板水平面区域1002上的位置距地板水平面区域1002的中心上方的照明灯具的位置1004的相对距离而变化。如可以在图10a中看出，例如，基于照度值与最小阈值（例如，2.5 fc）的比较，已经移除了距照明灯具的位置1004相对太遥远的位置的照度值。为了说明，如果相对低的照度值没有被移除，则地板水平面区域1002将被更完全地填充。在将图8b的二维阵列812中的照度信息转换成图10a中显示的增强现实显示信息之前或之后，通过执行与最小阈值的比较，可以去除或移除这些位置的照度值。
61.图10b示出了在一些示例实施例中，在灯的位置1004和处于或高于设施的地板水平面的每个平面矩阵中的填充位置（例如，阴影圆1012）之间延伸的线（诸如虚线1014）可以表示将由安置在位置1004处的照明灯具提供的光的一般照明形状。例如，虚线1014可以在位置1004和表示光的外部轮廓的点（例如，阴影圆1012）之间延伸，如通过将由阴影圆表示的照度值与最小照度阈值比较来确定。
62.在一些替代实施例中，增强现实矩阵可以包括多个平面（诸如地板水平面区域1002平面），但是处于地板上方的不同高度处，以包括照明器位置和地板之间的空间中的各种点处的照度值。因此，亮度值将被分配给每个平面中的每个体素，其中每个体素具有x、y、z坐标值。
63.参考图11，这个系统可以为其提供模拟的示例照明设备101将包括光学辐射源，诸如包括led的任何数量的照明模块，以及在各种实施例中足以提供高强度led设备的多个led模块。在各种实施例中，照明设备可以包括多种类型的led模块。例如，照明设备可以包括第一类型的led模块1104以及第二类型的led模块1105，该第一类型的led模块1104具有
被配置为选择性地发射各种色温的白光的led，该第二类型的led模块1105具有被配置为选择性地发射各种颜色的光的led。照明设备101可以包括容纳电气组件——诸如灯具控制器、电源、以及向led模块供应电力和/或控制信号的布线和电路——的壳体1103。它还可以包括通信组件1108，诸如收发器、天线等。
64.图12是可以包括在上面描述的任一电子设备——诸如模拟器、或照明控制系统的元件——中的硬件的框图。总线1200用作互连硬件的其他图示组件的信息高速公路。总线可以是系统的元件之间的物理连接，或者系统的各种元件经由其共享数据的有线或无线通信系统。处理器1205是执行为执行编程所要求的计算和逻辑操作的系统的处理设备。处理器1205——独自或与图12中公开的一个或多个其他元件结合——是处理设备、计算设备或处理器的示例，因为这些术语在本公开内使用。处理设备可以是物理处理设备、包含在另一个处理设备内的虚拟设备、或者包含在处理设备内的容器。如果电子设备是照明设备，如果电子设备是照明设备，则处理器1205可以是灯具控制器的组件，并且该设备还将包括如上所讨论的电源和光学辐射源。
65.存储器设备1210是硬件元件、或硬件元件的一部分，在其上可以存储编程指令、数据、或两者。可选的显示器接口1230可以许可信息以音频、视频、图形或字母数字格式显示在显示器1235上。与外部设备（诸如打印设备）的通信可以使用各种通信接口1240——诸如通信端口、天线、或者近场或短程收发器——而发生。通信接口1240可以通信地连接到通信网络，诸如互联网或内联网。
66.硬件还可以包括用户输入接口1245，该用户输入接口1245允许从诸如键盘或小键盘1250的输入设备或者诸如鼠标、触摸板、触摸屏、遥控器、定点设备、视频输入设备和/或麦克风的其他输入设备1255接收数据。数据也可以从图像捕获设备1220——诸如数码相机或摄像机——接收。可以包括定位传感器1260和/或运动传感器1270来检测设备的定位和移动。运动传感器1270的示例包括陀螺仪或加速度计。定位传感器1260的示例诸如从外部gps网络接收定位数据的全球定位系统（gps）传感器设备。模拟器可以使用运动和定位传感器来确定设备在设施中的取向和定位，并将该数据与在电子设备的视野中可见的坐标关联。
67.上面描述的特征和功能以及替代方案可以组合到许多其他不同的系统或应用中。本领域的技术人员可以做出各种替代、修改、变化或改善，其中的每一个也旨在被所公开的实施例所涵盖。
68.与本公开相关的术语包括：如在本文档中使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数引用，除非上下文另有明确规定。除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。如在本文档中使用的，术语“包括”（“comprising”或“comprises”）意味着“包含”（“including”或“includes”）但不限于此”。
69.在本文档中，当诸如“第一”和“第二”的术语用于修饰名词时，这种使用只是旨在将一个项目与另一个区分，并且不旨在要求先后顺序，除非具体陈述。当与数值结合使用时，术语“近似”旨在包括接近但不精确是该数量的值。例如，在一些实施例中，术语“近似”可以包括该值的+/
‑
10个百分数以内的值。
70.在本文档中，术语“照明设备”、“灯具”、“照明器”和“光照设备”可互换地用于指包
括光学辐射源的设备。光学辐射源可以包括例如发光二极管（led）、灯泡、紫外灯或红外源、或者其他光学辐射源。在本文档中公开的实施例中，由照明设备发射的光学辐射包括可见光。照明设备还将包括壳体、用于从电源向设备的光学辐射源传送电力的一个或多个电气组件、以及可选的控制电路。
71.在本文档中，术语“控制器”和“控制器设备”意味着包含处理器并被配置为命令或以其他方式管理一个或多个其他设备的操作的电子设备或设备系统。例如，“灯具控制器”旨在指被配置为管理一个或多个灯具的操作的控制器，该灯具控制器通信地链接到该一个或多个灯具。“网关控制器”是指中央服务器或其他控制器设备，该中央服务器或其他控制器被编程为生成命令、或者与从其接收来自远程电子设备的命令的服务器或其他电子设备通信，并且网关控制器将命令路由到照明设备的网络中的适当的照明设备灯具控制器。当组件可以是网关控制器或灯具控制器时，本文档可以使用术语“照明设备控制器”来指代该组件。控制器将通常包括处理设备，并且它还将包括或可以访问包含编程指令的存储器设备，该编程指令被配置为使控制器的处理器管理所连接的一个或多个设备的操作。
72.术语“电子设备”和“计算设备”是指具有处理器、存储器设备、和用于与附近和/或本地设备通信的通信接口的设备。存储器将包含或接收编程指令，当由处理器执行时，该编程指令将使电子设备根据编程指令执行一个或多个操作。电子设备的示例包括个人计算机、服务器、大型机、虚拟机、容器、游戏系统、电视、和便携式电子设备（诸如智能手机）、可穿戴虚拟现实设备、连接互联网的可穿戴设备（诸如智能手表和智能眼镜）、个人数字助理、平板电脑、膝上型电脑、媒体播放器等。电子设备还可以包括可以在物联网布置中通信的电器和其他设备，诸如智能恒温器、家庭控制器设备、语音激活的数字家庭助理、连接的灯泡和其他设备。在客户端
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服务器布置中，客户端设备和服务器是电子设备，其中服务器包含客户端设备经由一个或多个通信网络中的一个或多个通信链路访问的指令和/或数据。在虚拟机布置中，服务器可以是电子设备，并且每个虚拟机或容器也可以被认为是电子设备。在下面的讨论中，为了简洁起见，客户端设备、服务器设备、虚拟机或容器可以简称为“设备”。上面已经在图12的上下文中讨论了可以包括在电子设备中的附加元件。
73.在本文档中，术语“存储器”和“存储器设备”各自指其上存储计算机可读数据、编程指令、或两者的非暂时性设备。除了另有具体陈述，否则术语“存储器”和“存储器设备”旨在包括单设备实施例、多个存储器设备一起或共同存储数据集或指令集的实施例、以及这些设备内的一个或多个单独扇区。
74.在本文档中，术语“处理器”和“处理设备”是指被配置为执行编程指令的电子设备（诸如控制器）的硬件组件。除了另有具体陈述，否则单数术语“处理器”或“处理设备”旨在包括单个处理设备实施例、和多个处理设备一起或共同执行过程的实施例。
[0075]“控制器设备”是被配置为执行命令以控制一个或多个其他设备或设备组件（诸如光照设备的驱动装置、光照设备等）的电子设备。“控制器卡”或“控制卡”或“控制模块”或“控制电路”是指充当输入接口（诸如控制器设备的输入接口）和照明设备之间的接口的电路组件。