Newton's Prism Experiment

[cube]

Hola.

La escena está basada en un experimento antiguo que hizo Thomas Anagnostou con Rhino3d hace ya años para dividir la luz blanca en sus diferentes colores básicos.

Una noche de render.

Adjunto una foto de la dispersión real de este experimento.



Un emisor plano encerrado en un cañón con dos paneles verticales para dirigir la luz. Los prismas tienen un ior de 1,85 y un abbe de 23,80. Materiales plásticos, metálicos, madera, etc.

Os dejo un dxf con los prismas y el cañón.



Un saludo.

[Carolina]

Muy bueno, ¡Cube! Me encanta el experimento. Me bajo la escena que compartes, aunque no podré participar por el momento, pues el "abbe" aún no está activado en Vantage. Apenas lo activen, renderizo y comparto. ¿Es para renderizar? ¿O estoy equivocada y el experimento de prisma es material físico para imprimir en 3D? No entendí bien... ¡Saludos!

[cube]

Hola.

Sabía que te iba a gustar Carolina.

El render es mío, materiales, iluminación y demás, excepto las mallas que son las del experimento que hizo en su momento este artista, en el dxf está la geometría necesaria para reproducir la escena.

V-ray, Corona, Blender y demás sí tienen dispersión por lo que no deberían tener problemas para renderizar esta escena.

Esta fue la primera prueba que hizo, creo, hace años de esto.



La segunda imagen fue el resultado real de una prueba que hizo sobre papel y prisma físico.



Un saludo.

[cube]

Esta fue su última prueba. Compartió los dxf para que se pudiera probar.



Un saludo.

[cube]

Te adjunto un fbx con la disposición de los objetos, es importante el ángulo de incidencia de la luz en los prismas. Yo he modificado el ángulo para conseguir mayor dispersión.

Un saludo.

[cube]

Esta es la idea.



Un saludo.

[Carolina]

Bueno, vamos por partes... Vray no uso más (salvo GPU, aunque no me gusta porque es muy lento, comparado con Vantage), Corona no uso porque solo es CPU y no uso más CPU (pues me he encaprichado a exigirle el todo por el todo a los motores por GPU)
Es decir, lo que no se puede hacer por GPU, no se hace.
Pero, olvidé que para estas cosas tengo Keyshot por GPU! asi que aquí vá



Tiempo de render 1 minuto 40 segundos a 1920x1197

Saludos!

[Carolina]

Esta con 4000 samples 3 minutos 30 segundos

[Carolina]

Y este también a 4000 samples, pero con los bounces a 24, lo cual Keyshot le llama "modo joyería"
El tiempo de render subió a 5 minutos 55 segundos.



La difracción proyectada no acusa diferencia, pero sin embargo sobre la mesa pueden verse mas detalles de la devolución que hacen los prismas sobre la misma. Esto es debido a que se aumentaron los bounces de refracción y reflexión, y la luz ahora escapa desde los prismas viniendo de rebotes más secundarios producidos de entre cara y cara interna del prisma.

[cube]

Hola.

Un pequeño retoque.





Muy rápido Carolina. Los prismas están muy suavizados, demasiado. En el FBX que te deje tienes la orientación y suavizado correctos.

La dispersión real es del rojo al violeta.



Un saludo.

[Carolina]

Hola Cube, si observas con detenimiento verás que efectivamente va del rojo al violeta, pero ocurre que son varios haces superpuestos, por eso se ve así entremezclado en partes. Yo le cambié la orientación para que destellara así más psicodélico; me gustó como quedaba en ese ángulo de incidencia.

Keyshot es instantáneo e interactivo como Vantage, pero a diferencia de Vantage, este software es más ruidoso mientras mueves la cámara; luego se estabiliza. Ya lo haré con los prismas más facetados y en otros ángulos de incidencia diferentes.

Saludos!

[Carolina]

Sí conozco lo que es el fenómeno de difracción o aberración cromática (Abbe). Ocurre porque el índice de refracción (ior) de un material no es igual para todas las longitudes de onda, o mejor dicho, diferentes longitudes de onda son vulnerables a desviarse por refracción en mayor o menor grado. A menor longitud de onda del espectro electromagnético, relativamente mayor le resulta el índice de refracción a esa frecuencia. Por ende, la frecuencia más alta que es el violeta se desvía más respecto del ángulo de incidencia, mientras que longitudes más largas como el rojo se desvían menos, y todas las frecuencias intermedias se desvían acordes en relación a sus respectivas longitudes de onda.

Por eso, una de las técnicas de render que se usaban antes de la implementación del Abbe para producir difracción de la luz blanca en todo su espectro era colocar tres vidrios superpuestos con pleno filtro: uno en rojo, otro en verde y otro en azul. Cada uno de los tres con índices de refracción diferentes (mayor para el azul a 1.6, menos para el verde a 1.45 y menos para el rojo a 1.3), y el efecto se producía perfectamente. Cuanto mayor es la diferencia de índices de refracción entre los tres cristales, más incrementado resulta lo que sería el valor de Abbe.

La razón de este fenómeno reside en la distancia interatómica de las estructuras cristalinas, es una distancia específica y estable en el material, y las longitudes de onda poseen su propia distancia entre cresta y cresta de sus ondas, también estables. Así, las frecuencias al ingresar a los espacios interatómicos, por ser un medio más denso que el aire, las frecuencias entran en un fenómeno de autointerferencia mayor o menor de acuerdo a la resonancia respecto de la distancia o tamaño en el enlace interatómico de los cristales. Esto hace que la autointerferencia sea mayor o menor según sea su propia íntima distancia en la longitud de onda.

Saludos!