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FRED:光線追跡的控制
時間:2020-05-14 11:50來源:訊技光電作者: 技術(shù)部點擊:次打印
本文介紹了FRED中光線代系的概念,它既適用于鏡面反射事件也適用于散射事件。與代系相關(guān)的約定將以圖形方式說明。
 
光線的代系區(qū)分與入射光線(與界面相交時)分散為透射,反射和/或散射有關(guān)。 諸如父母,子女,孫子女等或世代[0,1,2,..]等族譜術(shù)語通常用于描述此屬性。 可在光線控制(Raytrace Controls)的設(shè)置中對此參數(shù)進行調(diào)整。
 
 
當光線入射到折射率不同的兩種材料之間的界面上時,如果入射角小于臨界角,則將其鏡面分解為反射光線和透射光線。 這些光線的父源由 “光線追蹤控制raytrace control set”對話框上的Parent Ray Specifier選項確定的。此選項的默認設(shè)置為Largest incoherent power(最大非相干功率),由膜層規(guī)范確定。如果涂層的類型為Uncoated,Thin Film,Quarterwave Layer或General Sampled,則入射角也將在確定哪條射線是父系時起作用。Parent Ray Specifier還有其他三個選擇:Transmitted(總是透射的光線),Refelected(總是反射的光線)或Monte-Carlo(僅有一束光線)[概率確定]。
 
下圖以圖形方式說明了,當選擇了最大非相干功率時,在四個不同條件下,入射在兩個界面上的鏡面分裂光線的子光線。 如圖a所示,當兩個界面的R≤T時,父系光線線(0)都與偶數(shù)代并透射,而反射光線則為奇數(shù)代。 如圖b所示,在第一個上R≤T,第二個上R> T,最終反射了父系光線,并且越來越多的世代既反射又透射。 如圖c所示,在第一個R> T且第二個R≤T的情況下,母光線立即被反射,并且增加的世代既反射又透射。 最后,在如圖d所示的兩個接口上,R> T,父級立即被第二代所有后續(xù)反射和傳輸所反射。
 
 
下圖說明了散射光線的父源,因為入射光線在兩個粗糙的鏡面之間反射。藍光為0代,兩面鏡面反射;紅光為1代,M1處散射,M2處鏡面反射;綠光為2代,M1處散射,M2處散射。
 

 
光線代系的限制由“光線控制”對話框上的“代系截止等級 Ancestry level cutoff”選項控制。 對于所有“光線追跡”屬性,默認的鏡面反射的代系(截止等級)為2,默認的散射代系(截止等級)為1。此設(shè)置允許鏡面射線分裂兩次,并產(chǎn)生一代散射。
 
在一個實際案例的鏡面代系截止設(shè)置中,請考慮以下事實:當由外部光源(例如太陽)照射時,任何透鏡系統(tǒng)都可能在各個表面之間引起反射。 此過程通常稱為鬼像。 為了使這些反射到達像平面,必須在分配給鏡頭表面的光線跟蹤控件上允許偶數(shù)次反射(2、4、6,..)。 兩次反射稱為一階鬼像,四個反射稱為二階鬼像,依此類推。
 
另一個關(guān)于光線代系的案例來自于對法布里-珀羅效應的建模。盡管法布里-珀羅的透射率和反射率的表達是通過項的無限求和而得出的,但對光線分裂的限制必然導致累加的終止。 在對應于圖a-c的情況下,代系等級直接確定保留多少累加的項。 另一方面,對應于圖d中的情況,僅要求鏡面反射代系截止值保持其默認值2。當超過“相交計數(shù)截止值”或當光線通量低于“光線功率截止閾值”時,則累加將被終止。
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