(19 امتیاز از 4 رای)
Loading...
شبیه سازی رهگیری پرتو نوری به روش اسنل و فرنل در MATLAB
در این بخش پروژه شبیه سازی رهگیری پرتو نوری با قانون اسنل و معادلات فرنل در نرم افزار MATLAB به همراه کامنت گذاری کدها آماده کرده ایم که در آن اپتیک هندسی و ضریب شکست مربوطه بر اساس نیاز قابل تغییر است. همچنین می توانید هر تعداد منبعی که نیاز دارید با مکان خاص، جهت انتشار و توان نوری تعریف کنید. می توان برای تخمین الگوی تشعشعات دور فیلد شعاع، وضوح و غیره را تعریف کنید. پارامترهای ردیابی پرتو از جمله حداکثر تعداد پرتوهای پرتاب، حداقل پرتوهای توان ردیابی و غیره نیز قابل تنظیم است.
رهگیری نور
رهگیری نور (Ray Tracing) یک روش در گرافیک کامپیوتری است که جهت تولید تصویر رقومی با رهگیری پیکسل ها در تصویر مسطح و شبیه سازی جلوه های محیطی آن با اجسام مجازی می باشد. این تکنولوژی جهت تولید تصویر با کیفیت بالای واقع گرایی کاربرد داشته و نسبت به روش رندر خطی کیفیت بیشتری دارد اما به زمان بیشتری در اجرای الگوریتم نیاز دارد. این روش برای تصاویر و فیلم های تلویزیونی بسیار مناسب است، زیرا پیش از پخش زمانی را برای رندر اختصاص می دهد. معایت این روش در رندر محتوای بلادرنگ مثل بازی های ویدویی است که به دلیل سنگینی بار پردازشی و در نتیجه کند بودن آن، در این زمینه تقریبا غیرقابل استفاده است. البته در طی سال های اخیر با پیشرفت کنسول های بازی و کامپیوتر های شخصی، فناوری رندر بازی ها نیز از رهگیری پرتو (Ray Tracing) با حفظ پردازش و رندر داده های بلادرنگ (Real-time) استفاده می کند. کاربرد روش رهگیری پرتو در شبیه سازی جلوه های نوری مانند بازتاب و شکست نور و پدیده پاشندگی مانند اعوجاج رنگی یا ابیراهی رنگی می باشد. همچنین تکنولوژی رهگیری پرتو بر شبیه سازی حرکت نور در دنیای واقعی و رفتار آن هنگام برخورد با مواد و متریال های فیزیکی استوار بوده و از قوانین فیزیک پیروی می کند. در نتیجه تصاویر کامپیوتری تولید شده از طریق رهگیری پرتو تا حد زیادی به واقعیت نزدیک هستند. در واقع قابلیت Ray Tracing یک روش جدید و بسیار پیشرفته برای رندر کردن سایه ها، نور پردازی و بازتاب ها درون یک صحنه می باشد.
قانون اسنل (Snell’s law)
قانون شکست اسنل نشان دهنده رابطه زاویه نور قبل از برخورد و پس از شکست در سطح واسط دو محیط است. زمانی که نور از محیطی وارد محیط دیگری شود که در آن دارای سرعت متفاوتی باشد، زاویه شعاع نور در خط فاصل این دو محیط تغییر خواهد کرد، در این مرحله نور می شکند. به بیانی ساده، قانون اسنل رابطه ای ریاضی می باشد که ضریب شکست دو محیط را از طریق دو زاویه برخورد (تابش) نور و زاویه شکست به هم مربوط می سازد.
شکل جبهه های موج یک مبنع نقطه ای در قانون اسنل
معادلات فرنل (Fresnel Equations)
معادلات فرِنل (ضرایب فِرِنِل) انتقال یا بازتاب نور (امواج الکترومغناطیس) را در زمان برخورد با سطح مرزی دو محیط (که از نظر اپتیکال مشابه نیستند) نشان می دهد. منظور از معادلات فرنل، معادلاتی است که برای ضرایب دامنه عبور و بازتاب در سطح مشترک بین دو محیط همگن شفاف مورد استفاده قرار می گیرد. معادلات فرنل ضرایب دامنه عبور و بازتاب را در سطح مشترک بین دو محیط همگن شفاف تعیین می کنند.
شکل متغیر های موردی استفاده در روابط فرنل
تصاویری از خروجی
هیچ نظری ثبت نشده است