Maneja la óptica geométrica de los cuerpos

Maneja la óptica geométrica de los cuerpos

3.1 DETERMINA EL TIPO DE MATERIALES DE ACUERDO CON LA DIRECCIÓN Y RAPIDEZ DE LA LUZ QUE INCIDE EN ESTOS

A.- Determinación de la reflexión de la luz

ley de reflexión……………………………………………………………………………………………………#3

trazo de rallos reflejados…………………………………………………………………………………….#

B.- Determinación de la refracción de la luz

ley de sneLL…………………………………………………………………………………………………………

índices de refracción……………………………………………………………………………………………

Ley de refracción…………………………………………………………………………………………………

Angulo de refracción…………………………………………………………………………………………..

Reflexión interna total………………………………………………………………………………………..

Dispersión…………………………………………………………………………………………………………..

C.- identificación de la reflexión y refracción de las ondas esféricas

Reflexión del sonido……………………………………………………………………………………………

Refracción del sonido en la atmosfera………………………………………………………………..

Refracción y reflexión de las ondas elásticas en la corteza terrestre…………………..

3.2 determina el tamaño y distancia de imágenes de acuerdo con los parámetros establecidos para diagramar la trayectoria del rayo luminoso de los cuerpos

A.- determinación de imágenes en espejos

Espejos planos……………………………………………………………………………………………………….

Espejos esféricos…………………………………………………………………………………………………….

Focos de un espejo…………………………………………………………………………………………………

Construcción de imágenes…………………………………………………………………………………….

Ecuaciones de los espejos……………………………………………………………………………………..

Aberraciones de los espejos esféricos…………………………………………………………………..

B.- determinación de imágenes en lentes

Lentes convergentes………………………………………………………………………………………….

Lentes divergentes…………………………………………………………………………………………….

Centro óptico de un lente………………………………………………………………………………….

Foco de una lente………………………………………………………………………………………………

Construcción de imágenes…………………………………………………………………………………

Ecuaciones de los lentes……………………………………………………………………………………

Aberraciones de los lentes………………………………………………………………………………..

C.- descripción del funcionamiento de dispositivos ópticos

Proyector……………………………………………………………………………………………………………..

Cámara fotográfica……………………………………………………………………………………………….

Microscopio…………………………………………………………………………………………………………..

Telescopio……………………………………………………………………………………………………………..

Maneja la óptica geométrica de los cuerpos

3.1 DETERMINA EL TIPO DE MATERIALES DE ACUERDO CON LA DIRECCIÓN Y RAPIDEZ DE LA LUZ QUE INCIDE EN ESTOS

A.- Determinación de la reflexión de la luz

Ley de reflexión:

Cuando incide la luz sobre la frontera entre dos medios, como aire y vidrio pueden suceder una o más de tres cosas. Como se muestra en la imagen de abajo.

Parte de la luz incide sobre la superficie del vidrio se refleja, y otra parte pasa por el vidrio. La luz que penetra en el vidrio se absorbe y se transmite parcial mente. La luz que se transmite suele sufrir un cambio de dirección llamado refracción.

La reflexión de la luz obedece la misma ley general de la mecánica que gobierna otros fenómenos de rebote, es decir. El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. Por ejemplo, considérese la mesa de billar de la imagen de abajo.

Afín de golpear la bola negra sobre la derecha, debe considerarse un punto sobre el borde de tal modo que el ángulo de incidencia θ_isea igual que el ángulo re reflexión θ_r. Analógicamente, la luz reflejada por una superficie pulida, los ángulos〖 θ〗_i y θ_rse miden con respecto a la normal a la superficie. A continuación se establecen dos leyes básicas de la reflexión:

El Angulo de incidencia es igual al Angulo de reflexión.

El rallo incidente, el rayo reflejado y la normal a la superficie se encuentran en un mismo plano.

Trazo de rallos reflejados:

El raytracing o trazado de rayos es un algoritmo para síntesis de imágenes tridimensionales. Propuesto inicialmente por Turner Whitted en 1980, está basado en el algoritmo de determinación de superficies visibles de Arthur Appel denominado Ray Casting (1968).

En el algoritmo Ray Casting se determinan las superficies visibles en la escena que se quiere sintetizar trazando rayos desde el observador (cámara) hasta la escena a través del plano de la imagen. Se calculan las intersecciones del rayo con los diferentes objetos de la escena y aquella intersección que esté más cerca del observador determina cuál es el objeto visible.

El algoritmo de trazado de rayos extiende la idea de trazar los rayos para determinar las superficies visibles con un proceso de sombreado (cálculo de la intensidad del píxel) que tiene en cuenta efectos globales de iluminación como pueden ser reflexiones, refracciones o sombras arrojadas.

Para simular los efectos de reflexión y refracción se trazan rayos recursivamente desde el punto de intersección que se está sombreando dependiendo de las características del material del objeto intersecado.

Para simular las sombras arrojadas se lanzan rayos desde el punto de intersección hasta las fuentes de luz. Estos rayos se conocen con el nombre de rayos de sombra (shadow rays).

El algoritmo básico de trazado de rayos fue mejorado por Robert Cook (1985) para simular otros efectos en las imágenes mediante el muestreo estocástico usando un método de Montecarlo; entre estos efectos podemos citar el desenfoque por movimiento (blur motion), la profundidad de campo o el submuestreo para eliminar efectos de aliasing en la imagen resultante.

En la actualidad, el algoritmo de trazado de rayos es la base de otros algoritmos más complejos para síntesis de imágenes (mapeado de fotones, Metropolis, entre otros) que son capaces de simular efectos de iluminación global complejos como la mezcla de colores (color blending) o las cáusticas.

Algoritmo de trazado de rayos

Para cada pixel de la imagen {

Crear un rayo desde el punto de visión a través del pixelActual

Inicializar NearestT al INFINITO y NearestObject a NULL

Para cada objeto de la escena {

Si el rayo se interseca con el objetoActual {

Si t de la intersección es menor que NearestT {

Poner NearestT = t de la intersección

Poner NearestObject a objetoActual

}

}

}

Si NearestObject = NULL {

Rellenamos pixelActual con el color de fondo

}

Sino {

Lanzar un rayo a cada foco de luz para comprobar las sombras

Si la superficie es reflectiva, generar un rayo reflectivo (recursivo)

Si la superficie es transparente, generar un rayo refractante (recursivo)

Usar NearestObject y NearestT para computar la función de sombreado

Rellenar este pixel con el color resultante de la función de sombreado

}

}

B.- Determinación de la refracción de la luz

Ley de sneLL:

La Ley de sneLL es una fórmula utilizada para calcular el Angulo de refracción de la luz al atravesar la superficie de separación entre dos medios de programación de la luz con índice de refracción distinto.

La multiplicación del índice de refracción por el seno del Angulo de incidencia es constante para cualquier rayo de luz incidiendo sobre la superficie separaros de dos medios.

n1

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