葉面積指數（m² 葉 / m² 地面），範圍 1–5。
R = 655–665 nm，FR = 725–735 nm（皆為 10 nm 波段）。PPFD 指 400–700 nm，不含 730 nm。缺少 730 nm 的光源，比值會高於太陽光。
進階：紅光 / 遠紅光消光係數
葉片強烈吸收 660 nm、對 730 nm 透射較多，故 K_FR 通常小於 K_red，底層 R/FR 隨深度下降。
進階：實測波段校正（取代簡化換算）
由補光燈實測光譜計算：655–665 nm 光子數 ÷ 總光子數。
校正後頂部 R/FR = —
進階：警示門檻（可調）
這些是示範用參考值，不是通用生理臨界值，請依作物與環境調整。
補光位置處實際到達葉片的 µmol/m²/s。
0% = 冠層頂，100% = 冠層底。
使用的公式
R/FR(L) = (R₀/FR₀) · exp[−(K_red − K_FR) · L]
補光後：R/FR = (R_nat + η · S · g) / FR_nat
紅線為以高斯分布推算的模型估算值，並非實測光場；藍線（自然光）為基準。實際光量受燈具距離、配光曲線、燈具數量、葉片傾角與遮蔽影響。
| 深度 | 累積 LAI | PPFD 自然 | PPFD 含補光* | R/FR 自然 | R/FR 含補光* |
|---|
* 含補光欄位為模型估算值。
模型假設與限制
- PPFD 為 400–700 nm 光子通量，不含 730 nm；R、FR 為各 10 nm 窄波段，兩者換算需光譜假設（預設簡化模式），有實測時請用「實測波段校正」。
- PPFD 為單一指數消光（Monsi–Saeki），視冠層為均質、葉片隨機分布；實際冠層有群聚、葉角分布與側向光。
- R/FR 取 655–665 nm / 725–735 nm 兩個 10 nm 波段；以太陽光類光譜估算 R 波段約佔 PAR 的 3.3%，以換算補光的絕對貢獻。
- 660 nm LED 假設半高寬約 20 nm，約 45%（η = 0.45）的光子落在 R 波段內。
- 含株間補光的曲線為模型估算：以高斯分布（σ = 0.22 倍 LAI）集中於設定深度，視為「到達葉片的有效 PPFD」；未含燈具高度、側向距離、配光曲線、葉傾角與遮蔽，用於研究或工程規劃請以實測校正。
- R/FR 0.6 與底層 PPFD 30 / 80 µmol/m²/s 皆為可調的示範參考值，非通用生理臨界值；實際反應依作物、品種、溫度與葉片適應狀態而異，且為連續而非開關式。
- 本模型只計算紅光與遠紅光，未建立藍光的吸收、穿透或生理反應模型。
- 補光建議量以「底層 R/FR 達警示線 + 0.2」（預設 0.8）為目標，僅供規劃起點。
vitaLED® PLANT LIGHT ENVIRONMENT
冠層光穿透與 R/FR 比值分析： 探索植物從上層到下層的光環境
植物接收到的光，不只與光照強度有關，也受到冠層結構及光譜組成影響。 vitaLED 冠層光穿透與 R/FR 比值模擬器，結合葉面積指數（LAI）、 光合光子通量密度（PPFD）、紅光與遠紅光比例等參數， 協助使用者觀察自然光在冠層內的衰減趨勢，並初步評估株間補光對不同深度 光量與 R/FR 光質梯度的可能影響。
01 / What You Can Explore
這個植物冠層光照計算器可以分析什麼？
透過調整模型參數，將抽象的植物光環境轉換為可比較的數據、 趨勢曲線與冠層分層結果。
冠層光穿透與 PPFD 衰減
調整葉面積指數 LAI、消光係數 K 與冠層頂部 PPFD， 估算光合有效輻射進入冠層後的衰減情形，觀察上層、中層及底層 可能接收到的光量差異。
紅光與遠紅光 R/FR 比值
以紅光 R（655–665 nm）及遠紅光 FR（725–735 nm）的波段定義， 模擬 R/FR 隨冠層深度改變的趨勢，協助理解植物遮陰環境中的光質變化。
株間補光與波長規劃
啟用株間或側向補光設定，觀察模型中的 660 nm 深紅光補光如何影響 指定冠層深度的光量與 R/FR 比值，作為植物補光配置的初步評估依據。
02 / Model Overview
以光衰減模型理解冠層內部的光環境
工具以 Monsi–Saeki 冠層光衰減概念作為 PPFD 的估算基礎， 並透過紅光與遠紅光各自的消光係數，呈現 R/FR 隨累積 LAI 變化的模型趨勢。
這種方式適合用於參數比較與情境探索，例如比較不同冠層密度、 光源初始 R/FR 或補光位置的模擬結果，而不是將單一計算值視為 所有植物都適用的固定生理標準。
R/FR(L) = (R₀ / FR₀) × exp[−(K_red − K_FR) × L]
03 / Interactive Workflow
如何使用冠層光穿透與 R/FR 模擬器？
依照下列步驟設定條件，便可比較不同參數組合下的模型輸出。
- 設定冠層結構 調整 LAI 與 PAR 消光係數 K，建立冠層密度與光穿透情境。
- 輸入頂部光環境 設定 PPFD 與光源頂部 R/FR，比較不同光量及光譜條件。
- 查看分層結果 觀察 PPFD 曲線、R/FR 梯度、上中下層指標與深度數據表。
- 評估補光情境 試用株間補光參數，並搭配實際量測評估燈具位置與輸出需求。
04 / Application
適合哪些植物照明與研究情境？
植物工廠與設施栽培
初步比較不同 LAI 與頂部 PPFD 下的冠層光衰減， 作為評估上層與下層受光差異的參考。
株間與側向 LED 補光
探索補光位置、有效補光強度與紅光波段對模擬光環境的影響， 協助規劃後續的實測與燈具配置。
植物光形態與遮陰研究
以 R/FR 比值的變化作為理解遮陰相關光質訊號的切入點， 並搭配植物形態與生長資料進行判讀。
科研光源與光譜條件比較
比較紅光、遠紅光相關參數與冠層深度的模型關係， 作為規劃光譜量測、補光試驗與研究設計的輔助工具。
05 / Quick FAQ
冠層光照與 R/FR 比值常見問題
LAI 是什麼？為什麼會影響冠層光穿透？
LAI（Leaf Area Index，葉面積指數）是單位地面面積所對應的單面葉面積。 在其他條件相近時，較高的 LAI 通常代表光線需要穿過更多葉片或葉層， 因此模型估算的冠層內光衰減可能更明顯；實際結果仍會受到葉角、 葉片分布及冠層結構影響。
PPFD 與 R/FR 比值有什麼不同？
PPFD 描述指定區域接收到的光合有效光子通量，通常以 µmol/m²/s 表示； R/FR 則是特定紅光波段與遠紅光波段的光子通量比值。 兩者描述不同的光環境特性，因此評估植物補光時，不宜只看其中一項。
提高 R/FR 是否就代表植物一定長得更好？
不一定。R/FR 是理解植物光受體訊號與遮陰反應的參考指標之一， 但植物生長也受到總光量、光週期、光譜其他波段、溫度、水分、 養分及品種等因素影響。應依研究目的與作物需求評估，不能將單一 R/FR 數值當成通用的最佳生長標準。
模擬器中的株間補光建議可以直接用於實際種植嗎？
建議先將結果視為試驗起點。模型採用簡化的補光分布及光譜換算假設， 實際燈具的安裝距離、配光角度、遮擋、葉片角度與光譜輸出都可能造成差異。 正式配置前，應量測冠層不同位置的 PPFD 與 R/FR，並依植物反應調整。
從光量到光質，開始探索冠層內的光環境
調整 LAI、PPFD、R/FR 與株間補光條件， 比較不同情境下的光穿透曲線及冠層分層數據。