本文介紹了FRED中光線(xiàn)代系的概念，它既適用于鏡面反射事件也適用于散射事件。與代系相關(guān)的約定將以圖形方式說(shuō)明。
光線(xiàn)的代系區(qū)分與入射光線(xiàn)（與界面相交時(shí)）分散為透射，反射和/或散射有關(guān)。 諸如父母，子女，孫子女等或世代[0,1,2，..]等族譜術(shù)語(yǔ)通常用于描述此屬性。 可在光線(xiàn)控制(Raytrace Controls)的設(shè)置中對(duì)此參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
當(dāng)光線(xiàn)入射到折射率不同的兩種材料之間的界面上時(shí)，如果入射角小于臨界角，則將其鏡面分解為反射光線(xiàn)和透射光線(xiàn)。 這些光線(xiàn)的父源由 “光線(xiàn)追蹤控制raytrace control set”對(duì)話(huà)框上的Parent Ray Specifier選項(xiàng)確定的。此選項(xiàng)的默認(rèn)設(shè)置為L(zhǎng)argest incoherent power（最大非相干功率），由膜層規(guī)范確定。如果涂層的類(lèi)型為Uncoated，Thin Film，Quarterwave Layer或General Sampled，則入射角也將在確定哪條射線(xiàn)是父系時(shí)起作用。Parent Ray Specifier還有其他三個(gè)選擇：Transmitted（總是透射的光線(xiàn)），Refelected（總是反射的光線(xiàn)）或Monte-Carlo（僅有一束光線(xiàn)）[概率確定]。
下圖以圖形方式說(shuō)明了，當(dāng)選擇了最大非相干功率時(shí)，在四個(gè)不同條件下，入射在兩個(gè)界面上的鏡面分裂光線(xiàn)的子光線(xiàn)。 如圖a所示，當(dāng)兩個(gè)界面的R≤T時(shí)，父系光線(xiàn)線(xiàn)（0）都與偶數(shù)代并透射，而反射光線(xiàn)則為奇數(shù)代。 如圖b所示，在第一個(gè)上R≤T，第二個(gè)上R> T，最終反射了父系光線(xiàn)，并且越來(lái)越多的世代既反射又透射。 如圖c所示，在第一個(gè)R> T且第二個(gè)R≤T的情況下，母光線(xiàn)立即被反射，并且增加的世代既反射又透射。 最后，在如圖d所示的兩個(gè)接口上，R> T，父級(jí)立即被第二代所有后續(xù)反射和傳輸所反射。
下圖說(shuō)明了散射光線(xiàn)的父源，因?yàn)槿肷涔饩�(xiàn)在兩個(gè)粗糙的鏡面之間反射。藍(lán)光為0代，兩面鏡面反射；紅光為1代，M1處散射，M2處鏡面反射；綠光為2代，M1處散射，M2處散射。
光線(xiàn)代系的限制由“光線(xiàn)控制”對(duì)話(huà)框上的“代系截止等級(jí) Ancestry level cutoff”選項(xiàng)控制。 對(duì)于所有“光線(xiàn)追跡”屬性，默認(rèn)的鏡面反射的代系（截止等級(jí)）為2，默認(rèn)的散射代系（截止等級(jí)）為1。此設(shè)置允許鏡面射線(xiàn)分裂兩次，并產(chǎn)生一代散射。
在一個(gè)實(shí)際案例的鏡面代系截止設(shè)置中，請(qǐng)考慮以下事實(shí)：當(dāng)由外部光源（例如太陽(yáng)）照射時(shí)，任何透鏡系統(tǒng)都可能在各個(gè)表面之間引起反射。 此過(guò)程通常稱(chēng)為鬼像。 為了使這些反射到達(dá)像平面，必須在分配給鏡頭表面的光線(xiàn)跟蹤控件上允許偶數(shù)次反射（2、4、6，..）。 兩次反射稱(chēng)為一階鬼像，四個(gè)反射稱(chēng)為二階鬼像，依此類(lèi)推。
另一個(gè)關(guān)于光線(xiàn)代系的案例來(lái)自于對(duì)法布里-珀羅效應(yīng)的建模。盡管法布里-珀羅的透射率和反射率的表達(dá)是通過(guò)項(xiàng)的無(wú)限求和而得出的，但對(duì)光線(xiàn)分裂的限制必然導(dǎo)致累加的終止。 在對(duì)應(yīng)于圖a-c的情況下，代系等級(jí)直接確定保留多少累加的項(xiàng)。 另一方面，對(duì)應(yīng)于圖d中的情況，僅要求鏡面反射代系截止值保持其默認(rèn)值2。當(dāng)超過(guò)“相交計(jì)數(shù)截止值”或當(dāng)光線(xiàn)通量低于“光線(xiàn)功率截止閾值”時(shí)，則累加將被終止。
|
