120 likes | 510 Views
Obliczenia optyczne (wykład). WSTĘP. Ray tracing. Analiza promienia w przestrzeni obrazowej. Analiza promienia w płaszczyźnie obrazowej. Punkty przecięcia. Geometryczny bieg promieni i ich analiza Wielkości geometryczne Funkcja źrenicowa Wielkości fizyczne pierwszego rzędu
E N D
Ray tracing Analiza promienia w przestrzeni obrazowej Analiza promienia w płaszczyźnie obrazowej Punkty przecięcia Geometryczny bieg promieni i ich analiza Wielkości geometryczne Funkcja źrenicowa Wielkości fizyczne pierwszego rzędu Wielkości fizyczne drugiego rzędu Droga optyczna Aberracje podłużne Aberracje poprzeczne Sfera odniesienia Róż- nicz- ko- wanie Całkowanie Aberracje falowe Definicja Pełna apertura Analiza Aberracje Seidla Rozwinięcie Zernikego Funkcja wykładnicza RMS Spot diagram Wielomiany Zernikego Transformata Fouriera Funkcja źrenicowa Całka Fraunhofera Całka Fresnela Aproksymacja Punktowa funkcja rozmycia Maximum natężenia Auto- korelacja Ułamek Strehla Transf. Fouriera 2 Transformata Fouriera Całkowanie Optyczna funkcja przenoszenia Geometryczna optyczna funkcja przenoszenia Aproksymacja Aproksymacja średnicy plamki Aproksymacja średnicy plamki rozdzielczość
Ray tracing: śledzenie promienia Ray tracing (raytracing): bazuje na czysto geometrycznym modelowaniu układu optycznego. Jedyną wymaganą do tej procedury formułą fizyczną jest… … oczywiście taki raytracing to raytracing w wersji „dla ubogich”…
Ray tracing: śledzenie promienia Ray tracing (raytracing): opisuje przemieszczanie się promienia w układzie optycznym (zaniedbując dyfrakcję) od powierzchni do powierzchni, krok po kroku… W każdym kroku wyznaczane są parametry przejścia przez ośrodek optyczny (glass) oraz oddziaływanie z powierzchnią.
Ray tracing: zasady Interakcja z powierzchnią i przejście przez ośrodek (glass) są wyznaczane na podstawie następujących danych: • Promień krzywizny (Radius) • Stała stożkowa (Conicconstant) • Średnica (Diameter) • Odległość (Thickness) • Decentracja (Decenter) • Nachylenie (Tilt) • Współczynnik załamania (Refractiveindex)
Ray tracing: zasady Powierzchnia przedmiotowa (objectplane) ma ZAWSZE numer 0. Promień przechodzi przez wszystkie powierzchnie po kolei (tzw. sekwencyjny bieg promieni – Sequentialraytracing): 0→1→2→3→…→j→…→N-2→N-1→N Powierzchnia obrazowa (image plane) jest ZAWSZE ostatnia.
Ray tracing: zasady Układ współrzędnych:
Ray tracing: zasady Reguła znaków: promienie krzywizn (radii of curvature)
Ray tracing: zasady Reguła znaków: kąty (angles) ?
Ray tracing: zasady Reguła znaków: odległości (thicknesses)
Ray tracing: algorytm Krok k Przenieś promień z punktu P(xk-1,yk-1,zk-1) do punktu P(xk,yk,zk) Ośrodek jednorodny? Gradientowy? Sprawdź, czy promień w ogóle trafia w powierzchnię Oblicz współrzędne przecięcia promienia z powierzchnią łamiącą Wyznacz normalną w P(xk,yk,zk), kąt padania Oblicz parametry promienia za powierzchnią odbicie całkowite wewnętrzne odbicie procedury do ośrodków dyfrakcyjnych Załamanie, prawo załamania
P(xk,yk,zk) ik P(xk+1,yk+1,zk+1) ik’ uk-1 P(xk-1,yk-1,zk-1) ik+1’ ik+1 uk+1 dk-1 dk nk-1 nk nk+1 rk rk+1