Ссылка для цитирования : Соколов В. Г., Потемин И. С., Жданов Д. Д. Методика эффективного компьютерного моделирования устройства измерения светорассеивающих свойств // Изв. вузов. Приборостроение. 2023. Т. 66, № 11. С. 936—949. DOI: 10.17586/0021-3454-2023-66-11-936-949.

Аннотация. Рассматривается проблема компьютерного моделирования оптической системы со светорассеивающими элементами. Корректное моделирование устройств с такими элементами требует выполнения длительных световых расчетов с использованием стохастических трассировщиков лучей. Представлен подход к эффективному моделированию подобных установок на примере запатентованного устройства, предназначенного для измерения двунаправленной функции рассеяния, которая используется для описания светорассеивающих свойств. Предложена реалистичная компьютерная модель устройства, позволяющая произвести расчет допусков на отклонения в позиционировании наиболее критически важных блоков устройства и произведена оценка точности измерений с учетом допусков. Результаты моделирования измерений двунаправленных функций представлены в форме графиков и синтезированных изображений.

Ключевые слова: компьютерное моделирование, двунаправленная функция рассеяния, двунаправленная функция отражения, двунаправленная функция пропускания

Благодарность: работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, грант № 22-11-00145.

Список литературы:

1. Bartell F. O., Dereniak E. L, Wolfe W. L., The Theory and Measurement of Bidirectional Reflectance Distribution Function (BRDF) And Bidirectional Transmittance Distribution Function (BTDF) // Proc. SPIE 0257, Radiation Scattering in Optical Systems, 3 March 1981. DOI: org/10.1117/12.959611.
2. Torrance K., Sparrow E. Theory for Off-Specular Reflection from Roughened Surfaces // J. Optical Soc. Amer. 1976. Vol. 57. Р. 1105—1114.
3. Ward J. G. Measuring and modeling anisotropic reflection // Proc. of SIGGRAPH. 1992. Р. 265—272. DOI: 10.1145/133994.134078.
4. Blinn J. F. Models of light reflection for computer synthesized pictures // Proc. 4th Annual Conf.on Computer Graphics and Interactive Techniques. 1977. Р. 192. DOI: 10.1145/563858.563893.
5. X-Rite MA98 Portable Multi-Angle Spectrophotometers, X-Rite [Электронный ресурс]: , 7.11.2023.
6. MA-T12 Handheld Multi-Angle Spectrophotometer | X-Rite 12-Angle Color Measurement, X-Rite [Электронный ресурс]: , 7.11.2023.
7. Optical Scattering Measurement & Equipment | Synopsys, Synopsys Mini-Diff VPro, SYNOPSYS, [Электронный ресурс]: , 7.11.2023.
8. Imaging Sphere for Scatter and Appearance Measurement IS-SA, Radiant Vision Systems, [Электронный ресурс]: , 7.11.2023.
9. Ansys Optical Measurement Device Solutions, ANSYS AMO-PRO, AMO-Premium, Ansys [Электронный ресурс]: , 7.11.2023.
10. Gonio Photometer GP-700｜Murakami Color Research Laboratory [Электронный ресурс]: .
11. Gonio-Spectrophotometric Color Measurement System GCMS-4B, [Электронный ресурс]: , 7.11.2023.
12. Пат. RU 2790949 C1. Устройство для измерения двунаправленной функции рассеяния (варианты) / В. Г. Соколов, И. С. Потемин, Д. Д. Жданов. Опубл. 2023.02.28 [Электронный ресурс]: .
13. Sokolov V., Potemin I., Wang Y. Virtual prototyping of BSDF measurements for materials with complex scattering properties // Proc. of SPIE. 2021. Vol. 11876. Р. 118760K.
14. Sokolov V., Potemin I., Zhdanov D. D., Barladian B. Simulation of the BSDF measurements for scattering materials with GP-200 gonio-photometer for light guiding plates // Proc. of SPIE. 2021. Vol. 11783. Р. 1178305.
15. Xenon Arc Lamp, 150 W, Ozone Free, Newport [Электронный ресурс]: , 7.11.2023.
16. Oriel mini monochromator, 2023 [Электронный ресурс]: , 7.11.2023.
17. González O., Rodríguez S., Pérez-Jiménez R., Mendoza B., Ayala A. Comparison of Monte Carlo ray-tracing and photon-tracing methods for calculation of the impulse response on indoor wireless optical channels // Opt. Express. 2011. N 19. P. 1997-2005.
18. Nicodemus F. E. Directional Reflectance and Emissivity of an Opaque Surface // Appl. Opt. 1965. N 4. P. 767—775.
19. Lumicept — Hybrid Light Simulation Software, 2023 [Электронный ресурс]: , 7.11.2023.