如何预测房屋的阴影（3D建模+阳光）？

想象一下从外面看日出时的房屋/建筑物。当太阳在地平线上移动时，a）房屋的阴影被移位/变形，并且b）房子的某些面在下午比在早晨有更多/更少的阳光。

我需要预测这一天和一年中的变化。除了房子的外部3D形状，这只取决于空间和时间。空间：房屋/建筑的纬度，经度和方向。时间：感兴趣的小时，日，月。

我有房子的外部尺寸。在这一点上，我将房子视为一个坚固的物体（即我不关心房子内的光线;我也不关心穿过建筑物的光线的情况，例如两个相对的窗户）。

我只需要预测两个相互关联的事物（沿着日/年）进行规划和可视化：

1. 房子的影子
2. 房子的面孔将接收光

通过（1）我可以预测相邻的建筑物/公园/空间将如何受到阳光减少的影响，并且（2）我可以计划在房屋的每个墙壁的不同位置放置更多/更少和/或更小/更大的窗户。

我知道多年以前这可以通过Google Sketchup插件实现，但出于不同的原因我不想使用这个选项而是免费应用程序（如果是FOSS，甚至更好）。鉴于最近3D建模/设计程序的激增，我想也许还有其他程序可以做到这一点。

Autodesk 3D Studio在2000年到2005年左右渲染时曾经这样做过。但它并不是免费的。

您可以定义一个或多个光源和一个或多个摄像机，然后围绕路径设置模型动画，它将计算阴影和反射，甚至可以定义任何建筑材料的不透明度，半透明度，表面网格。

我毫不怀疑它现在更有能力，还有更多功能！但他们现在可能称之为不同的名字。

至于地球轨道的追踪以及白天和太阳角度，有许多公式可以轻松操作，以便能够将它们用作光源路径的输入，或者您可以在“MS Excel”中获得逐步坐标并绘制图表他们。

对于像你需要的那样简单的任务，你可以每天和四个季节将你的角度近似为4个区间！

因为设计不能对任何级别的变化敏感！

所有光线追踪器都可以做到这些，任何支持深度图的系统都可以做到这些。大多数系统3D甚至可以分析每个时间步长。许多3D应用程序都有专门的天空模拟包，因此无需计算太阳路径jus给出的坐标和时间。如果你想要（甚至热量损失/输入），他们甚至会很乐意模拟环境天空的贡献。

所以你使用3DS max，Maya，Sketchup，Rhino或者搅拌器很少。甚至大多数用于机械工程的CAD软件包也可以毫无问题地完成。

既然你想免费使用搅拌机，使用像这样。虽然说实话，即使你的浏览器也能做到这一点。