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| Bernddd |
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Verfasst am: 20.09.2010, 09:35
Titel: Ray tracing
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Hi,
hat jemand schon mal an Ray Tracing gearbeitet?
HAb da auch schon einiges gefunden. Ich such aber
was mit Brechung und Refelexionen?
Besten Dank
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| bligg |
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Verfasst am: 20.09.2010, 10:07
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Raytracing für welches Anwendungsgebiet? Computergraphik? Wissenschaft?
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| Bernddd |
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Verfasst am: 20.09.2010, 10:15
Titel:
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Wissenschaft, für eine Simulation.
Ich will keine Graka programmieren.
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| bligg |
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Verfasst am: 20.09.2010, 10:49
Titel:
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Hey,
aus welchem Gebiet kommst du denn?
Das ist sehr lustig, ich sitze gerade an einem Raytracer für eine Simulation, habe erste Ergebnisse und bin bei der Validierung mit Daten aus anderen Veröffentlichungen.
Hast du konkrete Probleme, willst du das selbst angehen, oder suchst du nach einer fertigen Lösung?
Was willst du raytracen, wie sehen deine Geometrien aus?
Liebe Grüße
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| Bernddd |
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Verfasst am: 20.09.2010, 11:01
Titel:
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Medizintechnik mach ich.
Ich schreib eine Simualtion einer CT.
Funktioniert soweit ganz gut(mit Absorption und Zeitverzögerung).
Jetzt möcht ich halt Brechung und Reflexion eines Strahls einführen.
Ich würde mir gerne einen Code anschaun, der dazu passen würde.
EInfach als Idee, damit ich mich nicht verrenne. Umbauen muss ich den ja sicher selbst.
Grüße
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| bligg |
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Verfasst am: 20.09.2010, 11:13
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Hallo,
in welchem Format gibst du denn die "Geometrie" in das Problem? Die Schnittpunktbestimmung ist einer der rechenaufwendigen Schritte in dem ganzen Programm.
Ich benutze, wenn bekannt, die hardgecodeten Intersections, wenn möglich (Kugel, Zylinder), und eine aus Dreiecken zusammengesetzte Repräsentation für beliebige Geometrien.
Wenn du dich durch Fortran-Code wühlen willst, kann ich dir Andreas Mackes Raytracer empfehlen, Source: http://www.ifm-geomar.de/index.php?id=981
Wenn du Interesse an meiner (noch nicht aufgeräumten, schlecht kommentierten und speziellen) MATLAB-Implementierung hast, nenn mal eine Mail-Adresse.
Zu beachten: Ich raytrace in sehr schwach absorbierenden Medien, so dass ich im Raytracing den Imaginärteil des Brechungsindex vernachlässige. Diese Annäherung funktioniert laut Veröffentlichungen auch in sehr stark absorbierenden Medien noch. Für moderat absorbierende Medien (in denen du dich dann wahrscheinlich rumtreibst?!) ändert der komplexe Brechungsindex auch Snell's Law und die Fresnel-Koeffizienten. Wenn du rankommst, kann ich zum Thema:
K. N. Liou: An Introduction to Atmospheric Radiation (International Geophysics Series, Vol. 84; Academic Press, 2002)
empfehlen. Dort wird das durch Einführung eines effektiven Brechungsindex angegangen, mit dem Snell's Law und Fresnel ihr formales Aussehen behalten.
Also ich bin sehr an Austausch interessiert, nenn mir einfach mal eine Mail-Adresse. 
Liebe Grüße
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| Bernddd |
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Verfasst am: 20.09.2010, 11:41
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Also ich steh noch voll am Anfang beim Raytracen.
Ich freue mich über alles. Ich weiss jetzt auch nicht
ob ich das mit der Geometrie richtig verstehe. Aber
das mit den Intersections versteh ich dann doch. Also
an jeder Grenzfläche muss ich mir die umliegenden
Pixel anschauen um zu bestimmen was für eine Geometrie
die Grenzfläche hat und dann daraus zu berechnen wie der
Strahl weitergeht. btw ich arbeite auch in schwach absorbierenden
Medien. Es soll eine Simulation für THZ-wellen sein in Kunststoff.
Ja hat nix mit Medizin zu tun. EMAIL: Mr.Yetti@gmx.net
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| randfee2 |
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Verfasst am: 05.12.2012, 03:28
Titel:
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Hallo,
seid ihr beide noch aktiv?
Ich würde mich auch gerne an einen raytraycer wagen, der mir die Intensitätsverteilung auf einer texturierten Oberfläche einer Solarzelle nachher ausgeben kann.
Habt ihr eure Projekte weiterentwickelt? Habt Code für einen 3D raytraycer?
Als 'feature' würde ich gerne jedem ray eine Phaseninformation mitgeben. Mich würde interessieren, ob ich so Näherungsweise an gemessene Intensitätsmodulationen durch Interferenz bzw. Simulationen mittels RCWA halbwegs rankomme.
Wäre super, danke!
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| bligg |
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Verfasst am: 05.12.2012, 10:11
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Hallo,
das Papier, das sich mit "physikalischen" Intensitätsverteilungen beschäftigt, dürfte das hier sein: http://geotest.tamu.edu/userfiles/229/GOM2.pdf
Ich bin sehr skeptisch, was Geometrische Optik mit ein paar Phasenmanipulationen und Faltungen angeht. Insbesondere zerstört die Methode von Yang, Liou Symmetrien in den Müller-Matrizen, die besser erhalten bleiben sollten.
Es wurde daraufhin daran gearbeitet, statt einem Raytracer einen Beamtracer zu implementieren, der immer ganze Fläche konstanter Phase auf einmal verfolgt; das bringt nur Schwierigkeiten in der Geometrie mit sich, weil man auf einmal mit Polygonschnitten zu tun bekommt: http://www.sciencedirect.com/scienc.....cle/pii/S0022407311001063
Die Frage ist allerdings, ob das im Fall der Solarzellen mit rauer Oberfläche überhaupt anwendbar ist.
Rauigkeit wird im Rahmen der Geometrischen Optik meist durch zufällig etwas gekippte Normalenvektoren der Interfaces realisiert. Ich persönlich glaube nicht, dass GO in solchen Fällen ehrlich verwertbare Ergebnisse liefert. Die Voraussetzung, dass die Wellenlänge des Lichtes viel kleiner als eine charakteristische Längenskala der Oberfläche(n) sein muss, ist meiner Ansicht nach dort nicht erfüllt.
Ich habe meinen Raytracer seinerzeit zu Ende geschrieben und ein zu GOM2 ähnliches Intensitätsfaltungsschema implementiert. Wenn du also Fragen zur Entwicklung hast, helfe ich gern!
Beste Grüße
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| randfee2 |
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Verfasst am: 05.12.2012, 20:28
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Hi bligg,
ich kenne keines der Paper. Da ich nicht auf der Arbeit bin kann ich gerade nicht auf das zweite zugreifen. Abstract und deine Beschreibung lesen sich aber interessant, schau ich morgen mal. So ganz verstehe ich jedoch nicht, worin der Unterschied ist. Mein Gedankengang war, ein dichtes Ray-Bündel zu rechnen und nach maximal drei Reflexen abzubrechen. Dann auf das Vektorfeld ne skalare Phase legen und mir einen Raum mit skalaren Phasen zu superpositionieren und evtl. zu interpolieren. Es geht mir nur um Näherungen zur Erklärung experimenteller Daten.
Ich bin zwar Physiker, aber ein Ray/Beam-traycer Problem entspricht nur periphär meinem Arbeitsfeld (kristalline Solarzellen).
Die Textur auf den Silizium-Wafern sieht in etwa so aus...
Kantenlänge dieser "pyramiden" ist im Bereich >5µm. Wellenlänge interessiert mich nur alles unter 1µm.
Diese Geometrie könnte ich mir entweder händisch als Polygonoberfläche definieren oder die Oberfläche aus einer Punktwolke aus Konfokalmikroskop-Realdaten interpolieren. Dazu gibts noch ein Standard AR-Coating (70nm) auf der Oberfläche, was ich als Schicht wohl einbauen müsste um korrekte Intensitäten zu erhalten, ginge ja.
Zur Zeit rechne ich diese Oberflächen mit einem institutsinternen Programm (RCWA), nicht parallelisierbar. Als Beispiel, siehe Anhang. Das konvergiert bei genug Fourier-Ordnungen auch schön, ist aber nur im 2D praktikabel und selbst da nur eingeschränkt. Rechenzeiten in der Größenordnung von Tagen bis Wochen sind da realistisch. Bei 3D explodieren die Rechenzeiten nochmal mit 3 Potenzen mehr, daher unrealistisch.
Du siehst in dem Bild die Einheitszelle. Es gibt halt eine klar ausgeprägte Interferenz zwischen diesen Pyramiden. Beugung ist da zweitranging! Wenn man die Intensität nun stur mit Raytraycer + einer aufmodulierten Phase berechnet (Phasenfeld der Rays dann einfach superpositionieren) sollte das in etwa auch so in etwa rauskommen, habs mal "von Hand" gemacht, das geht. Vom Aussehen her passt das und diese "Abschätzung" ist alles was ich will. Anspruch auf "richtig" können diese Methoden sowieso alle nicht haben bei Welleneffekten. Daher verfolge ich jetzt den Ansatz mir möglichst effizient da eine Möglichkeit zu schaffen den 3D Fall irgendwie abzuschätzen, die Bewertung dessen muss natürlich gemacht werden
Bevor ich das jetzt deutlich weiter exerziere direkt mal die Frage, ob ich evtl. zu Eruierung, ob die Methodik sinnvoll ist, dein Programm nutzen dürfte. Wir können das ganze gerne ganz offiziell mit NDA machen, samt Zitat und Veröffentlichung, wenn von dir erlaubt/gewünscht. Für eine wirklich aufwendige Software fehlt mir nämlich die Kapazität.
kannst mir ja mal eine email an die dummie-Adresse schreiben: millikilo@gmail.com
Danke & Grüße
| Beschreibung: |
| Ebene Welle senkrecht auf random pyramids. 532nm. Via RCWA |
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regularpyramids_532nm_0grad_10Ordnungen.jpg |
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