2008-04-13[n年前へ]
■「幅広バルコニー(ベランダ)」と「冬の部屋」のヒミツ 
街を歩いていると、「3.5m×3.5mの幅広ベランダ(バルコニー)！」というマンション広告を見かけた。広いバルコニーは気持良さそうだなぁ、そこでビールでも飲めばとても気持ち良いだろうなぁと思いつつ、その立て看板を眺めていると、ふと「このマンションは冬に湿気(しっけ)てしまわないだろうか…？」ということが急に気になりだした。
「日差しの科学」を読むとわかるように、夏と冬では日差しの角度が大きく異なる。暑い盛りの夏至ともなれば、太陽が一番高く上る南中の時刻には、(真上の)天頂方向から見て約11度の頭上から日光が強く差し込んでくる。その一方、寒い冬至の時期であれば、(天頂から)58度もの低い角度から、日光は斜めに差し込む。
だから、
夏至の時、窓の直上に約６０ｃｍ程度のひさしをつければ、夏の日差しを部屋の中に入らなくすることがわかりますといいうように、上階にベランダ・バルコニーなどがあれば、それが庇(ひさし)となって、夏は日差しが部屋の中を暑く照らすこともなく、かといって、冬には斜めから差し込む陽の光が寒い部屋の中を暖めてくれる。
「日差しの科学」
それなら、上階に幅広3.5mのバルコニーがあるマンションなら、どうなるだろう。もちろん、夏の暑い日差しが部屋の中に入らないことは全く同じに違いない。しかし、冬の正午の日差しを計算してみると、部屋の中を太陽がほとんど照らさなくなってしまうことがわかる。たとえば、ひとつの階あたりの高さが2.5mほどである場合には、南中の時刻の太陽は部屋の中に50センチメートルほどしか、入ってこない。これでは、「寒く湿気た部屋」は暖まりそうにない…。
というわけで、「このマンションは冬に湿気(しっけ)てしまわないだろうか…？」と、自分の家でもないのにそんなことが気になってしまい、マンションの完成予想図を見ながら「日照シミュレーション」を頭の中で試み続けたのである。はたから眺めたとしたら、さぞかし、そのマンションに惹かれているように見えたことだろう。しかし、実はそんなこんなの「(余計な御世話の)日照シミュレーション」をしていたのだった。
2008-07-23[n年前へ]
■「肌」と「昼の日差し」のスペクトル
夏の日差しを実感するようになりました。肌は日焼けして赤黒くなり、そんな肌はピリピリと痛く、熱っぽさすら感じます。そんな、夏の明るい景色を眺めていると、なぜか楽しくなります。
痛いけれど日焼けする夏の日差しが気持良く感じる人もいる一方で、日焼けする夏を嫌う人も多いと思います。特に日焼けしたくない女性にとっては、夏は面倒でとても嫌な季節だったりするのかもしれません。
…と考えているうちに、ふと、夏の日差しを浴びる「肌の色」を眺めてみたくなったのです。そこで、２週間ほど前に作った「光スペクトル操作用のMathematicaライブラリ」にいくつかの色関数（スペクトル吸収関数）を追加してみました（サーバからダウンロードできるライブラリ更新は数日後になります）。追加したスペクトル吸収関数は、「血液」「カロチン」「メラニン」…といったもので、皮膚内部にある物質の吸収スペクトルを表現するための（単純化した）スペクトル関数を実装してみました。
そういった色関数を組み合わせると、いろいろな「肌色」を眺めることができるます。たとえば、右上の図は、(どの波長も均等に含んでいるような)白色光源で照らした時に血液の反射スペクトルがどう見えるかを試しに計算してみたものです。
spectorPlot[transmissionSpector[
whiteLight, bloodColorFilter, 0.5]
]];
ところで、こんな「色関数」を作り、適当で大雑把な「肌」を作って眺めてみました。すると、色温度6500ケルビンの標準光源、すなわち自然な昼光光源であるD65で、肌色を形作るメラニンや血液を照らしてみると、意外なほど「反射スペクトル」が平らになるものだ、と気づかされました。
つまり、昼の日差しのスペクトルのうち、スペクトル強度が強い短波長領域では、メラニンや血液などの色吸収率が高く、その一方、「昼光」のスペクトル強度が低下する長波長域では、メラニンや血液などの色吸収率が低く、それらの結果として反射スペクトルが”結構”均等になるのだなぁ、と感じたのです。たとえば、右のスペクトルグラフが、昼光＝D65光源で皮膚を照らした時の反射スペクトルの例になります（ちなみに、右下のグラフがD65光源のスペクトルです）。
それは、単に長波長領域の光は皮膚中で吸収されることが少なく、短波長の光が吸収される、というだけのことでしょうし、さらには、人によってメラニンの分布量・形状が異なり、反射スペクトルは全然違うわけで、こんな結果も一般的なものでは全くありません。
けれど、「昼光の逆関数のような、まるで、強い日差しから身を守るかのように最適化されたような皮膚の吸収スペクトル」を適当に作ったライブラリ関数が生成したのを眺めたとき、とても不思議なくらい新鮮さ・意外な面白さを感じたのです。
」など。