Współczynniki refrakcji 4

Załączam link do jednego z najbardziej poszukiwanych źródeł danych na temat współczynnika załamania światła (IOR – Index of Refraction).

W sieci można znaleźć wiele źródeł danych na temat tego, jaki współczynnik załamania światła ma woda, lub szkło. Jeżeli poszukać chwilę dłużej, można znaleźć też inne substancje. Ponieważ danych tych często brakuje, a w modelowaniu np. kryształów na pierścieniu trudno wymyślać z głowy odpowiednie współczynniki, zwłaszcza, gdy chcemy renderować np. diamenty obok szmaragdów, załączam poważne, naukowe źródło danych na temat IOR.

BAZA IOR: refractiveindex.info

Dane pochodzą z serwisu refractiveindex.info, i są bardzo, hm, kompletne i profesjonalne. Dane, które tam są zebrane stanowią jedną z najbardziej kompletnych list, jakie udało mi się znaleźć. Strona jest po angielsku, dlatego poniżej załączam kilka objaśnień jak należy z niej korzystać.

Wybór rodzaju substancji

Na początku wybieramy z listy, czym jest nasza substancja. Na przykład aby znaleźć wodę, która jest cieczą, wybieramy LIQUIDS (ciecze):

Wybór rodzaju substancji

Należy potem kliknąć w konkretną pozycję z listy, np. wodę. Wtedy strona ładuje dane na temat konkretnego komponentu. Dla wody lista danych wygląda tak:

Wyniki wyszukiwania danych IOR dla wody.

Dla grafika 3d najważniejsze dane to Index of Refraction, czyli właśnie współczynnik załamania światła. Jest to parametr oznaczany literą n. Dla wody wynosi on – uwaga – różnie! Jest tak dlatego, że współczynnik załamania jest zmienny, a zależy np. od długości fali świetlnej i temperatury! Dlatego w danych znajduje się bardzo fajny wykres pokazujący wartość rzeczywistą współczynnika (bo jest on tak w ogóle wielkością zespoloną, czyli ma też część urojoną), w zależności od długości fali. Jest to ten fajny wykresik:

Wykres zależności IOR od długości fali świetlnej dla wody.

Generalnie rzecz biorąc, Blender i tak nie umie policzyć światła ze zmiennym IOR dla różnych długości fali (renderer w ogóle nie obsługuje czegoś takiego jak aberracja chromatyczna), więc musimy, chcąc nie chcą stosować jedną wartość IOR dla wszystkich długości światła. Nie należy się przejmować, ponieważ i tak nie wyrenderujemy świata na tym etapie w taki sam sposób, jak widzi to nasze oko, a tym bardziej tak, jak to robi prawdziwa realna fizyka. Niemniej, dane są super, i bardzo zachęcam do zbadania tych parametrów. Mamy także podany współczynnik dyspersji, absorpcji i ekstynkcji. Liczby Abego służą głównie do klasyfikacji przejrzystości szkieł optycznych, i im są wyższe, tym materiał lepszy i bardziej ‚przepuszczalny’. Dane dla wody dotyczą pomiarów w temperaturze 25°C. Jak zatem widać, jest to sensowne, rzetelne źródło odniesienia. Podano nawet skąd pochodzą dane – mierzone były przez grupę profesora Georga Halego w 1973 roku (tutaj link do abstraktu tej publikacji: http://www.opticsinfobase.org/ao/abstract.cfm?uri=ao-12-3-555). Tak!

Co jest w bazie współczynników refrakcji?

Danych zebranych w bazie jest znacznie więcej. Mamy tam np. różne rodzaje szkła używanego w optyce do produkcji soczewek (GLASSES), metale (tak, one też mają bardzo wysokie IOR), tworzywa szutczne (PLASTICS), rozmaite kryształy (jest tam długa lista minerałów, ale w tym także tlenki – w tym lód (ICE) – czyli kryształy wody, sól kuchenna (chlorek sodu – NaCl), i wiele fajnych substancji), no i są nawet filtry używane w fotografii! Takiej charakterystyki dawno nie widziałem. Najciekawsze dane, których także nie da się w Blenderze użyć bezpośrednio, to dane metamateriałów, dla których wartości IOR mogą być mniejsze o 1, nawet ujemne (!!!), czyli mniejsze niż dla próżni. Światło ma ujemny kąt ugięcia w tych materiałach. Polecam sprawdzić, co to jest – na przykład tutaj.

Na koniec, dziękuję Dominikowi Gawlikowskiemu, który zainspirował mnie do poszukania tabel refrakcji, no i dzięki temu znalazłem to źródło. Świetna rzecz!

Dodałem tę stronę do górnego menu, w celu szybkiej nawigacji. Teraz już nigdy nie zabraknie Wam współczynników refrakcji!

Teraz nie trzeba już szukać indeksów refrakcji. Mamy link do bazy z nimi!

 

4 thoughts on “Współczynniki refrakcji

  1. Odpowiedz Danton Wrz 12,2012 12:05

    Super Dzięki-  spodziewałem się jakiejś nędznej tabelki a tu prawdziwy kawał wiedzy i kupa materiałów dzięki piotao za poważne potraktowanie tego tematu i za wyjaśnienie o co chodzi w tych parametrach i za znalezienie poważnego źródła wiedzy a nie jakichś niepewnych danych krążących po sieci.

    Dla mnie bomba im więcej wiedzy tym lepiej, tym samym pokazuje to nam ograniczenia silników renderujących czego wcześniej nie byłem tak świadomy.
    Kurna czym dalej w las tym widzę większą nędzę w mojej wiedzy a propo fizyki, fal, i światła, aż głupio się robi człowiekowi
    No ale mamy wspaniałe narzędzie na PKB w postaci zakładki IOR

    • Odpowiedz piotao Wrz 13,2012 12:19

      Dominik, odnośnie naszej wiedzy, fizyki, świata i miejsca, które nas otacza, to jest dla mnie właśnie najcudowniejsze. Te wszystkie tajne zależności, związki, wpływy, parametry… im więcej wiesz, tym bardziej bogaty masz świat, tym więcej dostrzegasz wokół siebie, tym więcej rozumiesz i więcej odkrywasz. A przy okazji, tym więcej pokory nabierasz gdy widzisz, ile zostało tajemnic dookoła. Dla mnie największa magia zaczyna się wtedy, gdy kończy się w mojej głowie to, co umiem i rozumiem, a zaczyna się odrobinę dalej przewidywane nowe, nieznane, i wyczuwam tam głębię. To tak jak z Blenderem – na początku ogarniasz GRS, a potem nagle się okazuje, że na tym nie koniec, a dopiero początek. Fizyka, chemia, matematyka, i inne ścisłe przedmioty są SUPER, są absolutnie – wybacz – ZAJEBISTE – i nie tylko w swojej treści, ale też przez to, że stanowią dla mnie świetną szkołę myślenia, trening kombinowania, i to jest prawdziwa pasja. I to jest trochę jak z alfabetem – na początku uczymy się pisać litery, i to jest trudne, nudne, i gdy już umiemy, to wydaje się że coś osiągnęliśmy… A potem są wyrazy, zdania, wiersze, powieści… a potem jest jeszcze to, co można wyrazić za pomocą słów… i gdy we wszystkim jesteś już mistrzem, zaczynasz wyrażać to, czego nie można wyrazić słowami. Ot, filozofia mi wyszła :)

      • Odpowiedz ADDJAR Paź 11,2012 03:41

        Szczerze, przeczytam to mojej córce gdy już pójdzie do szkoły i nie będzie chciała się uczyć krótko mówiąc wda się w dziadka i zamiast się uczyć będzie kombinować jak nauczycielce podłożyć pod WC ładunek wybuchowy i zsynchronizować to z czasem jej potrzeby. 
        Po prostu super

A Ty co o tym myślisz?