Введение
1. Проблема фотореалистического рендеринга кристаллов 20
1.1. Задача фотореалистического рендеринга кристаллов 20
1.2. Луч света. Поляризация луча 20
1.3. Особенности взаимодействия света с кристаллами 24
1.3.1. Отражение и преломление света 24
1.3.2. Дисперсия света 26
1.3.3. Двойное лучепреломление 28
1.3.4. Коническая рефракция 31
1.3.5. Поглощение света и плеохроизм 33
1.4. Подходы к решению задачи 34
1.4.1. Коммерческие программные продукты 34
1.4.2. Научно-исследовательские работы 36
1.5. Заключение по главе 41
2. Модель взаимодействия луча света с границей двух прозрачных сред 43
2.1. Математическая постановка задачи 43
2.2. Необходимая информация о тензорном исчислении 44
2.3. Особенности распространения света в анизотропной среде 46
2.4. Взаимодействия луча света с границей двух прозрачных сред 56
2.5. Алгоритм расчёта порождённых лучей 63
2.6. Заключение по главе 68
3. Верификация модели 70
3.1. Проверка известных фактов и законов из кристаллооптики 70
3.1.1. Закон Снеллиуса 70
3.1.2. Закон Брюстера 72
3.1.3. Двойное лучепреломление 74
3.2. Интеграция модели в алгоритмы лучевой трассировки 75
3.3. Расчёт оптических эффектов в кристаллах 81
3.3.1. Двойное лучепреломление 82
3.3.2. Внутренняя коническая рефракция 85
3.4. Верификация методом сравнения с фотографией 87
3.4.1. Реальная сцена 88
3.4.2. Виртуальная сцена 90
3.4.3. Определение геометрии монокристалла 90
3.4.4. Определение направления оптической оси 92
3.4.5. Сопоставление виртуальной и реальной камер 93
3.4.6. Сопоставление спектров источников 95
3.4.7. Результаты сравнения 97
3.5. Заключение по главе 99
4. Модель поглощения луча света в анизотропной среде 101
4.1. Поглощение света 101
4.2. Модель поглощения света в анизотропной среде 102
4.3. Расчёт коэффициентов поглощения света 105
4.4. Численные эксперименты 106
4.5. Заключение по главе 108
5. Программная библиотека LIAC 110
5.1. Концепция 110 5.2. Программная архитектура 110
5.3. Функциональные возможности 112
5.4. Заключение по главе 113
Заключение 114
Литература 117
