Микроскоп. Программа pov RAY

  В последнее время я увлёкся одной компьютерной программой, позволяющей создавать интересные иллюстрации, например, такие http://www.stihi.ru/2008/10/29/3801
Хочу рассказать Вам о её возможностях, несколько неожиданных для меня.

О ПРОГРАММЕ << POV RAY >>

http://www.osp.ru/os/1997/06/179311/
Трассировка лучей c помощью Pov-Ray
===
цитирую - "Трассировка лучей (ray tracing) - метод машинной графики, позволяющий создавать фотореалистические изображения любых трехмерных сцен. Трассировка лучей моделирует прохождение лучей света через изображаемую сцену. Фотореализм достигается путем математического моделирования оптических свойств света и его взаимодействия с объектами. Сначала отдельные объекты располагаются в трехмерном пространстве-сцене, а также задаются физические и оптические свойства их поверхностей и их цвет. Затем определяется, где будут расположены источники света и наблюдатель. И наконец, с помощью программы трассировки лучей создается математическая модель сцены, света и наблюдателя, с помощью которой вычисляется цвет каждого пиксела графического изображения, получаемого на экране дисплея."

  С помощью этой программы я попытался соорудить микроскоп. И вполне успешно. Результат Вы видите на рисунке.

  Микроскоп состоит из двух линз - большой диаметром 8,9 - на переднем плане (окуляр), и маленькой (объектив), в 5 раз меньшей по всем размерам, и расположенной по оси за большой линзой  на расстоянии 9 дальше ( все расстояния в условных единицах). Большая линза имеет радиус кривизны 6 и плоскую заднюю поверхность.
  На задний край большой линзы наложена измерительная планочка, высотой 20 , чуть прозрачная и зеленоватого цвета. По положению этой планочки и был определён диаметр большой линзы.
  В фокусе маленькой линзы ещё дальше по оси через, расстояние равное 1, расположена маленькая буква "я". Видно, как хорошо микроскоп увеличивает эту букву.
  Простите меня, уважаемый читатель, может быть не понятно, что за ось, о которой я говорю, и как она расположена? Это - оптическая ось системы (ось Z - так она называется в программе). Она идёт от нашего глаза через центр большой линзы и уходит от нас к горизонту. Поскольку ось эта идёт от нашего глаза, мы не видим её в виде линии, и она нам представляется точкой. Не только большая линза, но и линза маленькая, и буква "я" находятся на этой оси. Маленькую линзу системы мы не видим со стороны, но видим её через большую линзу как раз по её центру, а через неё и букву "я" в увеличенном и перевёрнутом виде. Так работает микроскоп.

  Слева от всей системы помещена ещё одна буква "я" и точно такая же маленькая линза. Вы можете сравнить все размеры на глаз. Если сдвинуть маленькую линзу вверх, и надвинуть её на букву "я", не меняя продольного расстояния между ними, то мы увидим картинку показанную выше. Такое изображение буквы через линзу свидетельствует о том, что буква действительно находится в фокусе маленькой линзы. Видны искажения, вызванные аберрациями.

  Таким образом программа pov RAY позволяет построить вполне реальную оптическую систему для наблюдения мелких объектов - микроскоп. 
  Напомню принцип работы микроскопа - короткофокусный объектив строит увеличенное изображение предмета, которое затем наблюдается через окуляр.

   Несмотря на такое блестящее использование линз в программе для НАБЛЮДЕНИЯ через них, для ФОКУСИРОВКИ лучей они, как оказалось, не годятся - программа создаёт лишь некое  сосредоточение света за стеклянным предметом, имитирующее фокусировку.
 


Рецензии
Спасибо за рассказ! Слабенько он увеличил, не так ли?

Аня Сергеева-Алекс   30.08.2016 11:34     Заявить о нарушении
Да, слабенько, но с точки зрения науки всё чисто - действительно расчёт, хоть простенький, но не игрушка. И даже аберрации показывает - в настоящую линзу посмотрите, то же увидите.

А Вы пробовали смотреть на экран компа (если экран у компа плоский) через поляроид? Если поместите между поляроидом и экраном треугольник из прозрачной пластмассы, то увидите в прозрачной пластмассе цветные узоры. Это натяжения, появившиеся при штамповке. Этим способом можно в стакане из закалённого стекла найти критические точки.
Дм.

Маштаков   30.08.2016 15:58   Заявить о нарушении
На это произведение написаны 2 рецензии, здесь отображается последняя, остальные - в полном списке.