Εκπαιδευτικό πρόγραμμα Ray Tracing (Μέρος Γ): Κινούμενοι ανιχνευτές

Στα προηγούμενα μέρη, επεξεργαστήκατε πρίσματα και φακούς για να δημιουργήσετε ένα απλό οπτικό σύστημα. Σε αυτό το μέρος, θα επικεντρωθείτε στον μωβ ανιχνευτή. Οι ανιχνευτές στο OghmaNano ορίζονται ως επίπεδες επιφάνειες (κάπως σαν έναν αισθητήρα CCD): κάθε φορά που μια ακτίνα προσκρούει σε αυτή την επιφάνεια, καταγράφεται στα αρχεία εξόδου του ανιχνευτή.

Βήμα 1: Ανοίξτε τον επεξεργαστή ανιχνευτών.

Ξεκινήστε από τη σκηνή στην οποία σταματήσατε στο Μέρος Β (φακός, πρίσματα, διάφραγμα και ανιχνευτής). Εντοπίστε την μωβ επιφάνεια του ανιχνευτή. Κάντε δεξί κλικ πάνω της και επιλέξτε «Επεξεργασία αντικειμένου» από το αναδυόμενο μενού, όπως φαίνεται στην εικόνα ??. Αυτό θα ανοίξει το γενικό παράθυρο επεξεργασίας αντικειμένου στην εικόνα ??.

Ο ανιχνευτής ορίζεται ως ένα ορθογώνιο επίπεδο με τις ακόλουθες φυσικές διαστάσεις:

• dx – μέγεθος στην κατεύθυνση x (πλάτος),
• dy – μέγεθος στην κατεύθυνση y (ύψος).

Στο ??, ο ανιχνευτής ρυθμίζεται στις τιμές dx = 5.0e-2 m και dy = 5.0e-2 m, δηλαδή σε έναν αισθητήρα 5 cm × 5 cm. Στο κάτω μέρος του επεξεργαστή, θα δείτε επίσης:

• Αριθμός σημείων πλέγματος x = 20
• Τα σημεία πλέγματος έχουν y = 20.

Αυτό σημαίνει ότι ο ανιχνευτής χωρίζεται σε ένα πλέγμα 20 × 20 «κυψελών» – ουσιαστικά 400 χονδροειδών «ψηφιακών στοιχείων CCD». Αυτό έχει πολύ χαμηλότερη ανάλυση από μια πραγματική κάμερα, αλλά συνήθως είναι αρκετό όταν παρακολουθείτε την πορεία των ακτίνων μέσα από οπτικά συστήματα και διατηρεί τον χρόνο προσομοίωσης σε λογικά επίπεδα. Μπορείτε πάντα να αυξήσετε αυτές τις τιμές αργότερα, εάν χρειάζεστε ένα πιο λεπτομερές προφίλ δέσμης.

Βήμα 2: Περιστρέψτε το επίπεδο του ανιχνευτή.

Στον επεξεργαστή αντικειμένων, μπορείτε επίσης να δείτε τον προσανατολισμό του ανιχνευτή. Σε αυτό το παράδειγμα, ο ανιχνευτής έχει ήδη περιστραφεί κατά 90° γύρω από τον άξονα y, έτσι ώστε να είναι στραμμένος προς τις εισερχόμενες ακτίνες. Για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί η περιστροφή, αλλάξτε τις ρυθμίσεις ως εξής:

• Ορίστε την περιστροφή του άξονα x στις 90.0 μοίρες.
• Ορίστε την περιστροφή του άξονα y στις 90.0 μοίρες.

Ο ανιχνευτής ορίζεται εσωτερικά ως επίπεδη επιφάνεια στο επίπεδο x–y. Περιστρέφοντάς τον κατά 90° γύρω από τους άξονες x και y, τον μετατρέπετε από μια σχεδόν οριζόντια θέση σε μια σαφώς κάθετη επιφάνεια στην εικόνα. Κλείστε τον επεξεργαστή και ελέγξτε αν ο ανιχνευτής εμφανίζεται πλέον σε όρθια θέση όταν προβάλλεται στο τρισδιάστατο παράθυρο.

Βήμα 3: Μετακινήστε τον ανιχνευτή πιο κοντά στο άνοιγμα.

Στη συνέχεια, μετακινήστε τον ανιχνευτή έτσι ώστε να τοποθετηθεί ακριβώς πίσω από το άνοιγμα. Αυτό θα σας δώσει ένα πιο καθαρό προφίλ δέσμης και μια πιο συμπαγή οπτική διάταξη.

1. Στο κύριο παράθυρο του Οπτικού Εργαστηρίου, κάντε αριστερό κλικ απευθείας στην μωβ επιφάνεια του ανιχνευτή.
2. Σύρετε το προς την επιφάνεια του διαφράγματος. Βεβαιωθείτε ότι ο δείκτης του ποντικιού βρίσκεται πάνω στον ίδιο τον ανιχνευτή (και όχι στο κενό χώρο πίσω από αυτόν), ώστε να επιλεγεί το σωστό αντικείμενο.
3. Εάν ο ανιχνευτής συγκρουστεί με το πρίσμα ή άλλα αντικείμενα και αρνηθεί να μετακινηθεί περαιτέρω, κρατήστε πατημένο το πλήκτρο Shift ενώ το σύρετε. Αυτό θα απενεργοποιήσει προσωρινά την ανίχνευση συγκρούσεων και θα σας επιτρέψει να μετακινήσετε τον ανιχνευτή μέσα από άλλα τρισδιάστατα μοντέλα.

Τοποθετήστε τον ανιχνευτή περίπου όπως φαίνεται στην εικόνα ??.

Βήμα 4: Οργανώστε τον χώρο (προαιρετικό).

Για να απλοποιήσετε το περιβάλλον, μπορείτε να αφαιρέσετε ένα από τα πρίσματα. Κάντε δεξί κλικ στο πρίσμα και επιλέξτε "Διαγραφή". Τώρα θα πρέπει να έχετε μια σκηνή που περιέχει:

• Ένας φακός,
• Μία πλάκα διαφράγματος.
• Ένα αεροπλάνο-ανιχνευτής.

Εκτελέστε ξανά την προσομοίωση. Όταν ο ανιχνευτής τοποθετηθεί κοντά στο άνοιγμα, το προφίλ της δέσμης θα είναι πιο ευκρινές και θα είναι ευκολότερο να παρατηρήσετε πώς ο φακός εστιάζει τις ακτίνες στην περιοχή του ανιχνευτή.