Izaicinājums
Kad mērķa zona — detektora logs, sasaistes apertūra, mērīšanas plakne, novērošanas mērķis — ir maza attiecībā pret to, cik plaši avots izstaro, tiešā izsekošana izšķērdē lielāko daļu savu staru: tikai daži faktiski skar mērķi. Rezultāts ir trokšņaina apgaismojuma karte un nenoteikts leņķiskais sadalījums, un to nogludināšanai nepieciešams izsekot milzīgam staru skaitam — kas ievērojami pagarina aprēķinu. Cik daudz plūsmas faktiski sasniedz mērķi un kā tā ir sadalīta, kļūst dārgi noteikt.
Risinājums
Reversajā staru izsekošanā stari atstāj mērķi (novērošanas virsmu, kas iestatīta kā izejas virsma), virzoties uz avotu. Staru virziens un telpiskais leņķis nosaka importance sampling mērķus TracePro, no kuriem tiek aprēķināts etendue — tā ka tiek izsekoti gandrīz tikai tie stari, kas faktiski dod ieguldījumu uz mērķa. Dokumentācijas piemērā tika norādīti 1000 reversie stari ar gredzenveida izlases mērķi, kas sadalīts 4×4 = 16 šūnās, dodot 16 000 efektīvos starus.
Veiktspējas atšķirība ir pārsteidzoša: reversā izsekošana uz novērošanas mērķi deva aptuveni 29 000 staru, radot gludu apgaismojuma karti. Tiešā izsekošana ar 100 000 stariem — daudz garāka darbība — dod tikai aptuveni 4 000 staru uz to pašu mērķi, dodot daudz trokšņaināku rezultātu. Viena darbība dod apgaismojuma karti, polāro iso-kandelas diagrammu un savākto plūsmu uz mērķa.
Veiktspējas atšķirība ir pārsteidzoša: reversā izsekošana uz novērošanas mērķi deva aptuveni 29 000 staru, radot gludu apgaismojuma karti. Tiešā izsekošana ar 100 000 stariem — daudz garāka darbība — dod tikai aptuveni 4 000 staru uz to pašu mērķi, dodot daudz trokšņaināku rezultātu. Viena darbība dod apgaismojuma karti, polāro iso-kandelas diagrammu un savākto plūsmu uz mērķa.
Rezultāti
- Tīrs rezultāts uz maza mērķa — gluda apgaismojuma karte un leņķiskais sadalījums tur, kur tiešā izsekošana galvenokārt rada troksni.
- Daļa no aprēķinu izmaksām — salīdzināmi tīrs rezultāts ar daudz mazāku staru skaitu nekā tiešā izsekošana.
- Savāktā plūsma un leņķiskais sadalījums — apgaismojums (luksi), polārā iso-kandelas diagramma un kopējā savāktā plūsma (lm) nolasāma uz mērķa virsmas.
- Ātrāka iterācija — lētākas pārbaudes par to, cik daudz gaismas sasniedz detektoru vai apertūru, mainoties avota un reflektora ģeometrijai.
- Daļa no aprēķinu izmaksām — salīdzināmi tīrs rezultāts ar daudz mazāku staru skaitu nekā tiešā izsekošana.
- Savāktā plūsma un leņķiskais sadalījums — apgaismojums (luksi), polārā iso-kandelas diagramma un kopējā savāktā plūsma (lm) nolasāma uz mērķa virsmas.
- Ātrāka iterācija — lētākas pārbaudes par to, cik daudz gaismas sasniedz detektoru vai apertūru, mainoties avota un reflektora ģeometrijai.
Kāpēc TracePro
Reversā staru izsekošana ar importance sampling ir dzimtais TracePro mehānisms, lai efektīvi savāktu plūsmu uz izvēlēta mērķa — tas ir, tieša optiskās efektivitātes un apgaismojuma analīze. Tā ir daļa no enerģijas bilances un gaismas sadalījuma jomas, bez nepieciešamības pēc difrakcijas vai aberāciju analīzes, kas ir citu rīku joma.
Vēlaties ātri pārbaudīt, cik daudz gaismas sasniedz Jūsu detektoru, apertūru vai mērīšanas mērķi? Pieprasiet TracePro izmēģinājuma versiju vai sazinieties ar mums — mēs parādīsim, kā iestatīt reverso staru izsekošanu Jūsu sistēmai.
Ilustratīvs piemērs, balstīts uz reversās staru izsekošanas funkcionalitāti TracePro (TracePro 2026 dokumentācija, „Example Using Reverse Ray Tracing”). Norādītās vērtības ir tikai ilustratīvas.