Версия для печати темы

Автор: ozzy_72 21/02/2012, 20:14

Есть вопрос.

Сам я работаю в SolidWorks а тут возникла задача для которой необходимо что то иное. Вот хочу узнать ЧТО?.


Задача состоит в том чтобы визуализировать объект с переменным коэффициентом преломления. Конкретно физический объект выглядит так.

Кубик со стороной миллиметров 50 (может варьироваться) в форме его заполняют микропорошком стекла с различными коэффициентами преломления устройством вроде трёхмерного принтера только попроще. Затем запекается (сплавляется) в вакууме в единое целое. Так как размеры частиц стекла меньше длины волны видимого света (0,1 – 0,02 мкм) и воздуха нет то результат оптически однородный.

В процессе запекания за счёт диффузии, да и во время нанесения границы между различными материалами размываются, поэтому резкого перепада нет, некоторые мелкие детали вообще «радиффузируются» почти полностью, порошки могут быть разного цвета.

Какой софт позволит задать свойства материала в виде трёхмерной карты или чего то подобного (я не знаю как ещё) и желательно применять трёхмерный аналог фильтра, Размытие по Гауссу, хотя закон размытия лучше задавать в символьном виде.

На фига оно надо.

Одногрупник с которым когда то на физ-техе в Харькове учились сейчас граданами (градиентной оптикой) занимается хотелось посчитать что из этого «накрутить» можно в художественном плане. Я с миром виртуальным дружу лучше чем он, вот и спрашиваю.


Поверхностное описание программ этот вопрос не раскрыло. А изучать каждую «Вглубь» как то нереально, поэтому и спрашиваю.

Автор: a.l.i.e.n. 21/02/2012, 20:55

лучше покажи картинку, что нужно сделать.
скорее всего это можно реализовать фейком.

Автор: Shiva 21/02/2012, 21:10

Это можно реализовать в гудини. Остальные пакеты мягко говоря не для таких задачек.

Автор: ozzy_72 21/02/2012, 21:31

Нужно визуализировать то что я описал чтобы понять что из просчитанного стоит реализовать в реале.

Автор: ozzy_72 21/02/2012, 21:38

Не совсем понял ответ ((( Сорри. Как показать разные среды я понимаю и в том чём работаю. Вопрос можно ли это задавать в объёме. То есть нужно не поверхностное моделирование, а сплошная среда с функционально или таблично заданными по ТРЁМ измерениям параметрами. В каком софте это возможно?

Автор: ozzy_72 21/02/2012, 21:43

Срри за ответы без цитирования до этого.


Насчёт Гудини. В нём есть требуемое? Или он насквозь программируемый что в нём всё есть? Если да то это личное мнение вообще или уверенность на основе работы в нём?

Интересно, поскольку зарываться во что то что не сможет реализовать что хочется, неохота.

Вы в Гудини работаете?

Автор: ozzy_72 21/02/2012, 23:31

))) Лично-исследовательская )) поигратся захотелось и посмотреть как оно будет смотрется до того как намешаем, запечём, отполируем.

Сами изучать согласны!
Точнее, согласен!

Я хотел выяснить, что именно стоит изучать. То есть я не прошу кого нибудь всё за меня сделать. Я прошу чтобы тот кто вдруг прочитав моё сообщение вспомнит что его любимый софт позволяет сделать то что я хочу - маякнул об этом. Желательно с указанием модуля, примочки, плагина итд. который позволит это сделать. Вот.

Автор: Jahman 22/02/2012, 00:01

Представляете из какого количества разнопреломляющих частей состоит 1см3? (Каким образом их корректно объявить для просчета? 3д емкости взаимнопересекающиеся? )
Не знаю устройства unbiased движков, но рейтрейс просчет в любом виде не даст вам ни намека на физкорректный результат. Ну или даст такой каким можно просто пренебречь как заведомо некорректным.
Имхо, задача не имеет решения.

Автор: Evgen 22/02/2012, 01:10

Автору. Задача подобная решается 100%

1. Готового решения вы не найдёте ни в одном пакете - можете не искать.
2. Сделать такое под силу среднему-вышесреднего шейдерописателю любого рендермано-подобного движка. Но за деньги. бесплатно такую работу вряд ли кто-то будет делать, учитывая уникальность и сложность задачи.
3. Софт не имеет значения, имеет значение в данном случае - рендер. В котором будете считать и для которого надо будет писать такой шейдер, а таких рендеров пересчитать по пальцам одной руки

Желательно конечно увидеть результат того что должно получиться. Возможно решается более простыми средствами, нежели в лоб.

Автор: Karba 22/02/2012, 02:46

В рейтрейс движке можно такое написать, хоть в врее.
А получится в результате банальный SSS. типа refractive glossy только объемный.

Автор: Shiva 22/02/2012, 07:19

Не работаю, пока только изучаю.
Гудини это не столько 3д пакет сколько среда для разработки решений.
Уверен что в нем можно реализовать 3д матрицу с переменными коефициентами и собрать шейдера которые бы могли с этим работать. (Или пересобрать как вам надо один из готовых SSS шейдеров)
Но вот абсолютно согласен с вышенаписаным что степень Реализма/точности и адекватности результата целиком и полностью будет зависеть от ваших личных познаний в этой области. Потому что компьютероное моделирование это все-же приближение в какой-то степени, больше похожее на подгонку решения под заранее известный результат. Т.е. далеко не факт что вы чето там смоделируете и при реализации все будет так-же. )

Автор: ozzy_72 22/02/2012, 07:19

Вопрос состоит не в том чтобы написать материал для конкретного распределения материалов внутри объёма, а как задать это в общем виде.

Это точно не поверхностное моделирование, тут нет пересекающихся трёхмерных областей тут есть одна область из материала свойства которого непрерывно меняются от точки к точке.

Решать такое естетсвенно нужно максимально физически корректно, насколько ресурсы компа и время позволят

И снова напоминаю, я не прошу кого-то сделать это мне. Я спрашиваю кто с чем то подобным сталкивался. Чтобы составить для себя список софта вроде: №1-№5 - никогда не смогут, #6-#9 - может можно но всё равно непонятно как. №10-№14 - только через написание доп плагинов, №16-№18 - штатными средствами.

Я понимаю что задача сложная, но градиентная оптика вещь красивая (это кроме того что нужная и бурно развивающаяся. Из-за того что получение материалов с градиентом коэффициента преломления активно прорабатывается то уже появляются корректирующие линзы к микроскопам, я видел плоские линзы в которых обе стороны плоские а они увеличивают и фокусируют так как коэфф. преломления меняется от центра к краям по градиенту)

Автор: ozzy_72 22/02/2012, 07:24

Я понимаю что комп это моделирование реальности, а не она сама. Я сопромат на компе с 1996 года считаю, и сварочные процессы иногда, и много чего ещё. Я конструктор нестандартного оборудования.
То есть будем делать модельку и обсчитывать, и сраквнивать с реальностью. Затем подгонять модель. Но надо в чём то модель написать, а хотелось бы это стандартными средствами создать какого нибудь пакета.

Автор: Paul Oblomov 22/02/2012, 09:06

А можно картинку посмареть того, что хочется ?

Автор: DedMAXdie 22/02/2012, 21:34

Наверное типа этого, тока в кубике:


А почему бы специальный оптический софт не заюзать, например http://lambdares.com/software_products/tracepro/tracepro/feature_highlights/? 7й вроде есть леченый...

Автор: ozzy_72 22/02/2012, 21:41

Картинку как раз и пытаемся получить перед изготовлением реального объекта, или хотя бы понять что есть "Прямой путь" для её получения.

))) Как раз хочется посчитать что получится ) Дело в том что сейчас производится - это "малюсенькие" цилиндрики и шайбочки. Хотим сделать побольше, точнее товарищ больше хочет ( мы в разных городах сейчас обитаем). Большие "штуковины" оптической ценности не имеют, только декоративную, и то МОЖЕТ БЫТЬ!!! Спекание процесс быстрый, а вот остывать это должно ДООООООлго чтобы снять напряжения на границе сред с разным показателем. Поэтому перед тем как это делать я буду считать режимы в CAE прогах. То есть мне придётся делать оптимизацию просчёт на "красоту" просчёт на физическую реализуемость (чтобы не потрескалась при остывании) затем коррекция, нахождение баланса красота-возможность реализации. В общем развлекалово физика эксперементатора с чего я начинал пока не стал конструктором.

Посему за изготовление реального объекта такого размера (50х50х50 мм) не возмёмся пока не будет понятно как его внешний вид предварительно подсчитать можно.

Я не думал что это такая малореализуемая проблема. Не хотелось писать какой нибудь отдельный софт в mapple или чём то подобном (в смысле математическом пакете), да и не знаю можно ли это и там реализовать (я не настолько хорошо знаю его возможности визуализации). Но что в мат пакетах я могу задать свойства в виде "немаленькой" матрицы это я точно знаю .


Посему ХЕЛП!!!!! Кто занет в чём такое считать!!!!!!

Автор: ozzy_72 22/02/2012, 21:48

Спасибо!!! НЕ подумал, оно в круг моих понятий не входило пока ещё. Постараюсь найти и посмотреть. Насколько произвольное распределение свойств оно позволяет задавать. Хотя дизайнерский пакет интереснее там можно объект в обстановке посмотреть (например кулон на шее )

Автор: ozzy_72 23/02/2012, 00:29

Насчёт для ювелирки не совсем верно ) разве что для личной.
Это действительно пока развлекалово, не более. Может во что и перерастёт если результаты получатся, но там с учтойчивостью продукта из-за напряжений проблема. МЫ в раздумьях перед началом пути.)

Автор: ozzy_72 23/02/2012, 00:32

Спасибо. Буду смотреть что такое Вирей )

А что вы знаете насчёт Гудини? Оно интересно для таких вещей?

Автор: Karba 23/02/2012, 02:08

Ерунда получится. Между кубиками будут возникать отражения, которых быть не должно.
Вообще при прохождении света через переменный коэффициент преломления будет происходить плавное изменение направленя луча, т.е. он будет двигаться по кривой.
Эффект будет очень похож на поведение света над огнем к примеру, где воздух неравномерно разогревается и имеет неравномерную плотность и наблюдается искажение дальнего плана.

Автор: ozzy_72 25/02/2012, 23:42

Я так понял что просто данная проблема не решается ( Никому оно не надо было вот и не решалась.

Бить на кубики, как пердлагалось выше, не понятно как. Сразу возникает вопрос, сколько времени я каждую сцену задавать буду?



Вот допустим такой пример. Кубик со стороной 50 мм. Насыпаем слой из чередующихся полосок двух сортов стекла кронглас FK3 с коэффициентом преломления 1,46 и флинтглас А3 с коэффициентом преломления 1,61. Ширина полосок 5 мм, толщина слоя 5 мм. Затем следующий слой из таких полосок перпендикулярно предыдущему насыпаем. И так десять слоёв чтобы кубик был. В реале насыпается несколько больше в расчёте на усаживание при спекании, но ненамного. После спекания и выдержки за счёт диффузии а так же за счёт смешения материлов при нанесении, граница между материалами не резкая а имеет толщину 0,5 -0,7 мм. То есть это толщина слоя где коэффициент преломления меняется плавно и в первом приближении линейно. (Хотя в действительности закон сложнее). Вот как такую фигню задать в виде материала?

Оба материала прозрачны, хотя можно ещё и цвета менять, и использовать флуоресцирующие стёкла.


Там можно насыпать послойно ёлочки, звёздочки в общем что фантазия позволит ) и расчёт на "нерастрескивание", а это расчёт весьма ресурсоёмок.

Поэтому и надо иметь возможность сначала хоть предварительно прикинуть внешний вид, а потом реализовывать.

Задавать какими то картами послойно? если это возможно? Тогда сколько для вышеописанного мной кубика надо слоёв? Чтоб не угловато смотрелось.


Вопросов пока больше чем ответов. Что для этого осваивать надо? Если можно с указанием на конкретные названия конкретных методик в проге. Вы же понимате что задача весьма узкая стоит. Не развёртки не серьёзный моделлинг мне не нужны. Предельно простая форма, но сложный материал.

Автор: Jahman 26/02/2012, 00:17

Едва ли есть решение "в лоб" штатными средствами. Все упирается в множество объектов с взаимными пересечениями (преломлениями/переотражениями) при фактическом их отсутствии в реальном образце. Соответственно и результат будет далек даже от похожего, имхо.
А способа распределить ior по замкнутому объему 3д-текстурой вроде нет. Хотя в vray есть возможность штатными средствами задавать некоторое отклонение ior от базового значения с помощью текстуры, но не уверен на счет влияния в объеме.

Автор: ozzy_72 26/02/2012, 01:01

Кажется придётся задавать всё таки математикой почти "чистой", а потом думать как визуализиовать ( Или вообще не браться ((( Печально. Потому что изучать предельно нештатные режимы пакетов можно только после изучения штатных. А мне весь пакет на фиг не нужен. Я в SolidWorks смоделю то что мене надо (природных объектов не надо, а технические в SolidWorks всё таки лучше чем в дизайнерских) а вот в чём потом материал задать и отренедерить????? Такая задача оказалось не только меня в ступор ввела А уж про предварительное "размывание" границ в трёхмерном объекте и говорить не стоит как я понял, не в одном пакете того нет.

А вообще есть дизайнерские пакеты работающие с твердотельным, а не поверхностным моделированием?

Автор: Shiva 26/02/2012, 07:08

Вот мне нравятся люди которые получив ответ все равно продолжают долбить головой в стену.
Гудини спокойно позволяет работать именно с пространственными матрицами, задавать их любые формы, обьемы, где каждая опроксимированная точка обьема может иметь свои Любые свойства, хоть IOR хоть вкус малинового варенья. И потом можно прикрутить прохождение луча через эту матрицу с нужным отклонением в каждой точке.

Автор: Karba 27/02/2012, 23:48

И сколько потом это будет считаться к примеру 3200х2400 с AA + GI и всем остальным?
Не думаю, что там стоит низкоуровневый компилятор типа Си где можно задавать прохождение луча.

Автор: ozzy_72 12/11/2012, 23:47

Лето было напряжённым, по основной моей специальности. Занимались развитием виноделания и "коньякоделания" на приятном полуострове Крым поэтому от вопроса о визуализации среды с переменным коэффициентом преломления несколько отошёл. Осенью вернулся, полез втом числе и Houdini. Пытался выянить можно ли там это сделать. Пока глухо. Весь пакет "навылет" я учить естетвенно не собираюсь, ради решения такой узкоспециализированной задачи, а конкретных указаний её решения пока нигде не нашёл. Так что пока в процессе

Одна радость, да и та с данной темой не связана, самодельный абсент такой получился, что после весь мир видится как через среду с переменным коэффициентом преломления

Автор: ozzy_72 06/03/2013, 00:00

НА данный момент проблема так и не решена. В Гудини не нашёл способа этого реализовать. Ковырялся по нескольким учебникам и видео. Но вот даже просто реализовать кубик у которого коэффициент преломления меняется от 1,1 до 1,5 по синусу чтобы уложить в кубик со стороной 100 мм десяток таких "волн преломления" я не смог. Если кто работает к Гудини то подскажите хоть куда смотреть. Есть какя-то книга или туториал на английском или руском (что вряд-ли) где среды с переменным коэффициентом преломления напрямую рассматриваются?

Автор: dunmer 06/03/2013, 17:19

Думаю, вполне возможно реализовать средствами VEX.

http://forums.odforce.net/index.php?/topic/16470-machas-sammelsurium/

Автор: Atap 06/03/2013, 19:32

Градиентная оптика - крутая тема. Прежде чем говорить о реализации, нужна какая то математическая база. Есть ли хорошие статьи по этому поводу? Все что я нашел это только частные случаи.

Автор: dunmer 07/03/2013, 11:03

Насколько я понимаю, ozzy_72 нужна не математическая база, а готовый инструмент.
Как уже говорили, задача сведется к множеству преломляющих плоскостей. Отталкиваясь от этого, можно найти тривиальное аналитическое решение, где известна позиция и направление луча на выходе из кристалла, вот это и можно быстро реализовать в мантре, причем только частный случай с однородной средой. Иначе, все упрется в глубину трассировки,.. и в дубовость VEX.
Если по науке, то для общего решения нужно проводить исследования и затем пилить трассировщик со своими ускоряющими структурами, а это, как минимум, хорошая кондитатская.

Автор: ozzy_72 11/04/2013, 22:54

Не совсем понял вопрос. Математическая база чего нужна? Самой градиентной оптики? Математического описания свойств обьекта с переменным коэффициентом преломления? Или самих способов визуализации такой структуры?

И частные случаи чего удалось найти?

Автор: ozzy_72 11/04/2013, 23:08

Я себе несколько иначе это представлял. Не кандидатскую в смысле а саму реализацию. Как то представлялось решение аппаратом теории поля. Как расчёт полёта заряженной частицы в трёхмерно заданном магнитном поле. Причём даже проще, так как свойства в каждой точке не вектор, а скаляр. Если материал изотропен в точке по направлению. (немного масло-масленное "изотропен по направлению" но думаю понятно) то есть надо трёхмерную матрицу свойств материала интерполировать между точками полиномами с необходимой точностью и собственно имея функцию изменения коэффициента преломления можно узнать её градиент. Отсюда можно считать траекторию.

Если взять ещё шире то это нахождение брахистохроны (пути проходимому за минимальное время) в Римановом пространстве (там где кривизна пространства разная в каждой точке). Этим вариационное исчисление заведует.


Но для этого нужно быть програмистом, а не только с математикой дружить. Моё общение с програмированием ограничивается MathCad сейчас ( внём есть элементы програмирования) и визуальным бэйсиком за номером 4 в далёком прошлом. Ещё дальше в прошлое не полезу Ещё писал програмулины на авиатренажёр МИГ-29, ног это было очень специфическое оборудование, к данному случаю никак не прилепляемое.

Так что математику я представляю, остальное нет

Автор: bvlaD 12/04/2013, 09:12

хороший коньяк в Крыму получается, главное забористый

Автор: ozzy_72 14/04/2013, 16:05

Коньяк это мелочи Как я говорил я делаю абсент, с ОГРОМНЫМ содержанием эфирных масел, благо полыни в окрестностях растёт некошено-несчитано, и остальные ингридиенты не дефицит.

А тема визуализации среды с переменным коэфф преломления так и не решена. А так хотелось Да, в сети на сайтах связанных с Гудини я задавал вопрос, конкретного ответа нет. Я просил создать примитивный объект с переменным коефф преломления и сбросить результирующий файл. Претендовал на кубик с меняющимся по синусоиде коефф преломления.

Хотя правильней решить вопрос так.
В более общем виде.

Как визуализировать ТЕЛО (не поверхность) в каждой точке которого каким либо образом заданы параметры, такие как прозрачность, коеффициент преломления, рассеивание, цвет, люминисценция и прочее что можно придумать То есть математическим образом задано что происходит с входящим потоком фотонов в зависимости от их частоты. Естественно что задана не КАЖДАЯ точка, а сетка каой-либо плотности и закон интерполяции коеффициентов свойств между точками.

Потому что рендеры типа максвелла хоть и считаются физически корректными, всё равно не позволяют задать массу моментов, мне например как то надо было визуализировать декоративный "прибомбас" две жидкости, несмешивающиеся, одна тяжелее другая легче, тяжёлую постоянно подают сверху вверх маленьким насосиком, таким чтоб эмульсию не взбить. Она опускается вниз струйками с завихрениями. Это в приципе посчитать можно. Одни студенты знакомые даже взялись, из интереса. Интересное начиналось дальше. Всё это освещено ультафиолетом, в ультрафиодлете одна из жидкостей флюоресцирует, синим светом, а вторая жидкость флюоресцирует в синем свете, красным излучением. Причём та что флуоресцирует в синем - красным, для ультрафиолета достаточно прозрачна.

Это однокласник, по одной из школ где я учился, делал эксклюзивный дизайн с использованием флюресценции. Одному чешскому деятелю фанату киберпанка, конкретно Уильяма Гибсона и Суэнвика, он свою виллу назвал "Вакуумные цветы".

Приходилось делать массу экспериментов, предварительный просмотр делать было не в чем.

Автор: ozzy_72 06/07/2018, 23:40

Возвращаясь к прошлому. Как рекомендовали найти реализацию переменного преломления в Гудини это я помню, но вот найти хоть где то готовую реализацию кем нибудь не удалось