Tutorial de Ray-Tracing (Parte B): Editando Prismas e Lentes

Em Parte A você carregou o demo do prisma, executou o ray tracer e inspecionou as saídas do detector. Nesta parte você começará a manipular a geometria: primeiro redimensionando um prisma, e depois substituindo o prisma frontal por uma lente adequada. Ao longo do processo você verá como o editor de malha e o editor de objetos trabalham juntos.

O sistema de malhas do OghmaNano usa uma mistura de primitivas procedurais (caixa, prisma, esfera, lente, etc.) e arquivos CAD importados. Formas primitivas são geradas dinamicamente pelo software e são muito rápidas de calcular; malhas CAD são lidas do disco. Neste tutorial usaremos apenas primitivas.

Passo 1: Redimensionar o prisma usando o editor de malha

Certifique-se de que a cena de demonstração do prisma esteja aberta, como na Parte A. Primeiro alteraremos o tamanho de um dos prismas.

1. Clique com o botão direito no objeto pyramid/prism na cena.
2. No menu de contexto selecione Mesh editor, como mostrado em ??.

O editor de malha abre com a forma atual selecionada. Neste caso a aba Prism está ativa. Vamos reduzir o prisma na direção x.

1. Em xyz size, defina dx de 4.0 cm para 2.0 cm, como em ??.
2. Deixe dy e dz em 4.0 cm.
3. Certifique-se de que Peak in center esteja On.
4. Feche o editor de malha.

Agora clique em Run simulation (ou pressione F9) e compare os novos caminhos dos raios com os originais da Parte A. Você deve ver que o prisma mais estreito muda a forma como os raios são refratados e como preenchem o detector.

Passo 2: Substituir o prisma por uma lente

Em seguida você converterá o objeto em uma lente adequada. Novamente começamos pelo editor de malha, mas desta vez mudaremos o tipo de forma.

1. Clique com o botão direito no mesmo objeto e escolha Mesh editor novamente.
2. Na barra de ferramentas no topo do editor de malha clique no ícone Lens, como mostrado em ??.

Defina os parâmetros da lente da seguinte forma:

• Surface 0 – Lens type: Spherical
• Surface 0 – Direction: On
• Surface 1 – Lens type: Spherical
• Surface 1 – Direction: On
• Body – ct: 1.0e-2 m
• Body – Diameter: 0.05 m
• Body – Hole diameter: 0.0 m (lente sólida)

Esses valores produzem uma lente compacta que se encaixa facilmente entre a fonte e o detector. Feche o editor de malha. De volta à janela principal você deverá ver que o prisma anterior foi substituído por uma lente, mas ela pode ainda não estar alinhada com o eixo óptico.

Passo 3: Rotacionar a lente usando o editor de objetos

O editor de objetos geral controla posição, rotação, cor e material de qualquer objeto. Nós o usaremos para rotacionar a lente de modo que seu eixo fique alinhado com os raios incidentes.

1. Clique com o botão direito na lente e selecione Edit object, como em ??.
2. No editor de objetos defina a rotação para:
   • x-axis: 90.0 graus
   • y-axis: 90.0 graus
   • z-axis: 0.0 graus
3. Feche o editor de objetos.

Após fechar o editor a lente deve agora estar posicionada corretamente no caminho óptico. Se sua posição estiver ligeiramente deslocada, você pode arrastá-la com o mouse para ajustar finamente sua localização entre a fonte, prismas e abertura.

Execute a simulação novamente. A cena agora deve parecer semelhante a ??, com a lente focalizando e redistribuindo os raios coloridos.

Passo 4: Mover a abertura e usar detecção de colisão

Por fim ajustaremos a posição da abertura (a placa vermelha com um furo). Isso permite experimentar com corte do feixe e o “buraco” na imagem do detector.

1. Na visualização 3D, arraste a abertura com o mouse para movê-la em direção à lente.
2. Você notará que ao arrastá-la, a abertura colide com outros objetos e não pode atravessá-los – o OghmaNano evita sobreposição de objetos por padrão.
3. Para forçar a abertura através de outro objeto, segure Shift enquanto arrasta. Isso desativa temporariamente a detecção de colisão.
4. Posicione a abertura próxima à lente, como em ??.
5. Execute a simulação novamente e observe como o perfil do feixe e as saídas do detector mudam.

Se algum objeto ficar preso contra outro, lembre-se de que você sempre pode usar Shift+arrastar para movê-lo livremente. Isso é particularmente útil quando você tem uma cena congestionada com muitos raios sobrepostos e elementos ópticos.