“광학 시뮬레이션 툴 좀 추천해주세요.”
이 질문에는 답하기 전에 되물어야 할 게 있습니다. “렌즈를 설계하시는 건가요, 방을 밝히시는 건가요?”
두 경우에 필요한 툴이 완전히 다릅니다. 수백만 원짜리 광학 설계 툴을 사놓고 사무실 조도 계산에 쓰는 것도, 무료 조명 툴로 렌즈 형상을 잡아보려다 포기하는 것도 흔한 일입니다.
이 글은 특정 제품을 추천하지 않습니다. 어떤 기준으로 분류되는지, 내 업무가 어디에 속하는지 판단하는 방법을 정리했습니다.
💡 이 글은 광학 시리즈 4단계 측정과 검증의 연장선입니다. 적분구와 조도계·휘도계의 차이가 “실제로 재는 법”이었다면, 이 글은 “재기 전에 예측하는 법”입니다.
🌍 먼저 알아야 할 것 – 두 개의 다른 세계
시뮬레이션 툴은 다루는 대상의 크기로 나뉩니다.
① 조명 설계 (Lighting Design) 툴
**”이 공간이 몇 lx인가”**를 계산합니다.
- 건물, 사무실, 도로, 옥외 같은 공간 단위를 다룹니다.
- 조명기구는 이미 완성된 것으로 보고, IES 파일을 그대로 가져다 씁니다.
- 규격 기준을 만족하는지 판정하고 보고서를 자동으로 만들어줍니다.
- 조명기구 내부에서 무슨 일이 일어나는지는 다루지 않습니다.
② 광학 설계 (Optical Design) 툴
**”이 렌즈가 빛을 어떻게 꺾나”**를 계산합니다.
- 렌즈, 도광판, 확산판 같은 부품 단위를 다룹니다.
- 재질의 굴절률, 표면 거칠기, 산란 특성을 직접 정의합니다.
- 광선 추적(Ray Tracing)으로 형상을 바꿔가며 최적화합니다.
- 결과물로 IES 파일을 만들어냅니다.
💡 둘은 경쟁 관계가 아니라 연결 관계입니다. ②에서 만든 부품의 배광을 IES로 뽑아 ①에 넣으면 공간 조도가 나옵니다. 조명 제조사가 제공하는 IES 파일이 바로 이 과정의 결과물입니다.
🗺️ 툴 지형도
가로축은 비용, 세로축은 다루는 대상입니다. 자기 업무가 어느 사분면에 있는지부터 확인하세요.
조명 설계 툴
| 툴 | 비용 | 특징 |
|---|---|---|
| DIALux evo | 무료 | 사실상 업계 표준. 450개 이상 제조사 데이터 지원 |
| Relux Desktop | 무료 | 스위스 개발. 비상조명 계산 모듈이 강점 |
| AGi32 | 유료 | 북미 시장 주류. 검증된 라디오시티 계산 |
| ElumTools | 유료 | Revit 플러그인. AGi32 엔진을 BIM 안에서 사용 |
⚠️ DIALux evo 무료 버전에는 조건이 있습니다. 2024년 3월부터 무료 버전은 DIALux Member 제조사의 조명기구만 사용할 수 있습니다. 임의의 IES 파일을 넣어 쓰려면 유료 구독이 필요할 수 있으므로, 도입 전 최신 정책을 확인하세요.
시장별 선호도 차이도 있습니다. 북미는 전통적으로 AGi32를, 유럽은 DIALux evo를 기본으로 쓰는 경향이 있습니다.
광학 설계 툴
| 툴 | 특징 |
|---|---|
| Ansys Zemax OpticStudio | 결상·조명·레이저를 아우르는 종합 툴. 순차·비순차 광선 추적 모두 지원 |
| LightTools | 조명 광학 특화. 균일도 등 측광 출력에 강점 |
| TracePro | 몬테카를로 광선 추적. 미광(stray light)과 글레어 해석에 강점. SOLIDWORKS 연동 |
| Photopia | LED 조명기구 설계 특화 |
📌 TracePro는 SOLIDWORKS 모델을 수정하면 “update from RayViz”로 동기화할 수 있습니다. CAD 작업이 많은 환경에서 의미 있는 차이입니다.
무료·오픈소스
| 툴 | 성격 |
|---|---|
| Radiance | 오픈소스 물리 기반 렌더링. 주광 해석에 널리 쓰임 |
| Blender + LuxCoreRender | 물리 기반 무편향 렌더러. 개인·상업 모두 무료 |
| Python 직접 계산 | 단순 형상이면 수십 줄로 충분 |
⚠️ 오픈소스 툴은 “보이는 것”과 “측정값”이 다를 수 있습니다. 렌더링 엔진은 사진처럼 그럴듯한 이미지를 만드는 데 최적화되어 있어, 물리 기반이라도 측광 판정용 숫자로 쓰려면 별도 검증이 필요합니다. 규격 판정에는 권하지 않습니다.
🔄 실무 흐름 – 어느 단계에서 무엇을 쓰나
| 단계 | 사용 도구 | 얻는 것 |
|---|---|---|
| 1. 개념 검토 | 손계산, Excel, 웹 계산기 | P/H, 조도, 빔각의 대략 범위 |
| 2. 부품 설계 | 광학 설계 툴 | 렌즈·도광판 형상 최적화 |
| 3. 배광 생성 | 측정 또는 시뮬레이션 | IES 파일 |
| 4. 공간 검증 | 조명 설계 툴 | 공간 조도, 규격 보고서 |
| 5. 실측 검증 | 조도계, 적분구 | 시뮬과 실측의 차이, 보정 계수 |
여기서 중요한 판단이 하나 있습니다. 2단계가 정말 필요한가?
기성 LED와 기성 렌즈를 조합해 쓴다면 2단계는 건너뛸 수 있습니다. 제조사가 주는 IES 파일을 4단계에 바로 넣으면 됩니다. 2단계가 필요한 경우는 부품 자체를 새로 만들 때입니다.
💡 1단계를 건너뛰지 마세요. 시뮬레이션은 입력값이 틀리면 정교하게 틀린 답을 줍니다. 손계산으로 대략 범위를 잡아두면, 시뮬 결과가 터무니없을 때 바로 알아챌 수 있습니다. 조도 분포 계산기 같은 간단한 도구가 이 역할을 합니다.
🎯 상황별 선택 기준
“사무실·공장 조도가 기준을 만족하는지 확인해야 한다”
→ DIALux evo 또는 Relux Desktop. 무료이고 규격 보고서가 나옵니다. 쓰는 조명이 Member 제조사 제품인지만 확인하세요.
“검사 장비용 조명을 새로 설계한다”
→ 먼저 손계산이나 웹 계산기로 배치를 잡고, 확산판·렌즈 구성이 확정되지 않았다면 그때 광학 설계 툴을 검토하세요. 대부분의 LED 바 조명은 2단계 없이도 설계 가능합니다.
“렌즈나 도광판 형상을 직접 설계한다”
→ 광학 설계 툴이 필요합니다. 다만 도입 전에 외주 검토를 먼저 해보시길 권합니다. 라이선스 비용과 학습 곡선이 모두 크기 때문에, 연간 프로젝트가 몇 건인지에 따라 답이 달라집니다.
“공부 목적이거나 예산이 없다”
→ Python으로 직접 계산하는 것이 의외로 효율적입니다. 이 블로그의 도광판 도트 밀도, 조도 분포 계산이 모두 수십 줄짜리 코드입니다. 원리를 이해하는 데는 상용 툴보다 낫습니다.
⚠️ 시뮬레이션의 한계 – 꼭 알아야 할 것
1. 입력 물성이 결과를 좌우합니다
굴절률, 반사율, 확산제 농도 같은 값이 실제와 다르면 결과도 다릅니다. 특히 확산판은 제조사가 산란 특성을 공개하지 않는 경우가 많아, 추정값으로 돌리면 오차가 큽니다.
2. 계산 엔진의 정확도는 대부분 비공개입니다
일부 자료는 DIALux evo가 자체 계산 엔진을 쓰면서 정확도 데이터를 공개하지 않는다고 지적합니다. 반면 AGi32 같은 유료 툴은 검증 데이터를 제공하는 것을 차별점으로 내세웁니다. 고객 제출용이라면 이 차이가 의미 있을 수 있습니다.
3. 실측과의 차이는 항상 생깁니다
벽면 반사, 먼지, LED 개체 편차, 온도에 따른 광속 감소가 모델에 다 들어가지 않습니다. 시뮬 결과를 실측으로 검증해 보정 계수를 확보하는 것이 5단계의 목적입니다.
⚠️ 시뮬레이션은 판정이 아니라 예측입니다. 최종 판정은 교정된 장비로 실측해야 합니다. 시뮬 보고서만으로 규격 적합을 주장하기 어려운 경우가 많습니다.
❓ 자주 하는 질문 3가지
Q1. 무료 툴로 고객 제출용 보고서를 만들어도 되나요? → DIALux evo와 Relux는 실무에서 널리 쓰이고 규격 기반 보고서를 생성합니다. 다만 고객사가 특정 툴을 지정하는 경우가 있으니 사전에 확인하세요. 최종 검수는 실측으로 하는 것이 안전합니다.
Q2. CAD 툴로 광학 시뮬레이션이 되나요? → 일반 CAD의 렌더링은 시각적 표현이지 측광 계산이 아닙니다. 단, TracePro처럼 CAD와 연동되는 광학 툴은 형상을 그대로 가져올 수 있어 작업 효율이 크게 올라갑니다.
Q3. 어떤 툴이 가장 정확한가요? → 툴보다 입력값의 정확도가 결과를 좌우하는 경우가 훨씬 많습니다. 비싼 툴에 부정확한 물성을 넣는 것보다, 간단한 모델에 실측한 물성을 넣는 편이 나은 답을 줍니다.
✅ 한눈에 정리
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 분류 기준 | 공간 조명 vs 부품 광학 |
| 조명 설계 무료 | DIALux evo, Relux Desktop |
| 조명 설계 유료 | AGi32, ElumTools |
| 광학 설계 | OpticStudio, LightTools, TracePro, Photopia |
| 오픈소스 | Radiance, Blender + LuxCore |
| 둘의 관계 | 광학 설계 → IES 파일 → 조명 설계 |
| DIALux 주의 | 무료 버전은 Member 제조사 기구 한정 |
| 선택 기준 | 부품을 만드나, 공간을 검증하나 |
| 공통 한계 | 입력 물성의 정확도, 실측 검증 필요 |
🎯 오늘 바로 확인해볼 것
- 내 업무가 “공간 조도 검증”인지 “부품 형상 설계”인지 한 줄로 적어보세요. 이것만 정해져도 후보가 절반으로 줄어듭니다.
- 공간 검증이라면 DIALux evo를 설치해 실제 프로젝트를 한 번 돌려보세요. 무료이고, 쓰는 조명기구가 지원되는지 바로 확인됩니다.
- 부품 설계를 검토 중이라면, 연간 신규 부품 설계 건수를 먼저 세어보세요. 라이선스 도입과 외주 중 무엇이 유리한지 판단 기준이 됩니다.
- 이미 툴을 쓰고 계시다면, 시뮬 결과와 실측값의 차이를 기록해두세요. 반복되면 그게 보정 계수가 됩니다.
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