คอสติกที่กิดจากน้ำในแก้ว
**คอสติก** (caustic) หรือ คือกระจุกของลำแสงที่เกิดการสะท้อนหรือการหักเห โดยพื้นผิวโค้งหรือวัตถุ หรือรูปแบบลักษณะเฉพาะที่เกิดขึ้นเมื่อฉายไปยังพื้นผิวอื่น

 คอสติกที่ใต้ก้นถ้วยชา
 คอสติกที่เกิดจากผิวน้ำ
แสง โดยเฉพาะแสงอาทิตย์ ที่เข้มข้น สามารถจุดไฟเผาได้ ดังนั้นคำว่าคอสติกจึงมีรากศัพท์มาจากคำว่า *causticus* (คาอุสติคุส) ในภาษาละติน ซึ่งแปลว่า "ที่เผาไหม้" ซึ่งมีรากมาจากคำว่า *καυστός* (กาอุสโตส) ในภาษากรีกโบราณ อีกที สถานการณ์ทั่วไปที่ทำให้เกิดคอสติกขึ้นคือเมื่อมีแสงกระทบกระจก กระจกจะทำให้เกิดเงา แต่นอกจากนี้ยังสร้างพื้นที่โค้งของแสงจ้าขึ้นด้วย ในสถานการณ์ที่เป็นอุดมคติ (เช่น รังสีขนานอย่างสมบูรณ์ซึ่งมาจากจุดกำเนิดที่ระยะอนันต์) สามารถสร้างเป็นหย่อมแสงรูปเนฟรอยด์ได้ คอสติกที่เป็นรูปคลื่นมักเกิดขึ้นเมื่อแสงส่องผ่านคลื่นบนผิวน้ำ

คอสติกในคอมพิวเตอร์กราฟิก
-------------------------

ในคอมพิวเตอร์กราฟิก ระบบการเร็นเดอร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่รองรับคอสติก ซึ่งทำได้โดยการไล่แสงตามเส้นทางที่เป็นไปได้ของรังสี โดยคำนึงถึงการหักเหและการสะท้อน วิธีการหนึ่งคือทำโฟตอนแมปปิง คอสติกเชิงปริมาตรสามารถทำได้โดยการไล่แสงเชิงปริมาตร ในระบบคอมพิวเตอร์กราฟิกบางระบบจะทำโดยการไล่แสงไปข้างหน้า ในกรณีนี้ โฟตอนจะถูกจำลองว่ามาจากแหล่งกำเนิดแสงและสะท้อนไปรอบ ๆ ตามกฎ คอสติกจะเกิดขึ้นในบริเวณที่มีโฟตอนมากพอที่กระทบพื้นผิวเพื่อให้สว่างกว่าค่าเฉลี่ยในบริเวณในฉาก "การตามรอยลำแสงไปข้างหลัง" จะทำงานแบบย้อนกลับโดยเริ่มจากพื้นผิวแล้วตัดสินเอาว่ามีเส้นทางตรงไปยังแหล่งกำเนิดแสงหรือไม่ ดูการสาธิตคอสติก สำหรับตัวอย่างบางส่วนของการตามรอยลำแสงสามมิติ

จุดสนใจของระบบคอมพิวเตอร์กราฟิกส่วนใหญ่คือการนำเสนอที่สวยงามมากกว่าความแม่นยำทางฟิสิกส์จริง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงกราฟิกแบบเรียลไทม์ เช่น ในเกมคอมพิวเตอร์ ซึ่งนิยมใช้วิธีการลงลายผิวภาพทั่วไปโดยคำนวณไว้ล่วงหน้า

วิศวกรรมคอสติก
--------------

วิศวกรรมคอสติกอธิบายกระบวนการแก้ ปัญหาผกผัน ใน คอมพิวเตอร์กราฟิกส์ เมื่อพิจารณาถึงรูปร่างหรือรูปภาพเฉพาะ จะต้องการหาพื้นผิวที่ทำให้แสงหักเหเกิดเป็นภาพนี้

ในแบบฉบับที่ไม่ต่อเนื่องของปัญหานี้ พื้นผิวจะแบ่งออกเป็นพื้นผิวระดับจุลภาคจำนวนมากมายซึ่งถือว่าเรียบลื่น นั่นคือ แสงที่สะท้อนหรือหักเหที่พื้นผิวระดับจุลภาคแต่ละอันจะก่อให้เกิดการกัดกร่อนแบบเกาส์ จากนั้นตำแหน่งและการวางแนวของพื้นผิวระดับจุลภาคแต่ละผิวจะได้จากปริพันธ์ปัวซง และวิธีที่เรียกว่าการจำลองการอบเหนียว

สำหรับปัญหาแบบต่อเนื่อง จะมีวิธีการแก้ปัญหาที่แตกต่างกัน วิธีการหนึ่งใช้แนวคิดจากทฤษฎีการขนส่งที่เรียกว่า "การขนส่งที่เหมาะสมที่สุด" เพื่อค้นหาความเชื่อมโยงระหว่างรังสีตกกระทบกับพื้นผิวเป้าหมาย หลังจากได้รับการทำแผนที่เชื่อมโยงดังกล่าวแล้ว พื้นผิวจะถูกปรับให้เหมาะสมอีกทีโดยใช้กฎของสแน็ล

อ้างอิง
-------

1. ↑  Circle Catacaustic.
2. ↑  Levi, Mark (2018-04-02). "Focusing on Nephroids". *SIAM News*. สืบค้นเมื่อ 2018-06-01.
3. ↑  Guardado, Juan (2004). "Chapter 2. Rendering Water Caustics". ใน Fernando, Randima (บ.ก.). *GPU Gems: Programming Techniques, Tips and Tricks for Real-Time Graphics*. Addison-Wesley. ISBN 978-0321228321.
4. ↑  "Caustics water texturing using Unity 3D". Dual Heights Software. สืบค้นเมื่อ May 28, 2017.
5. ↑  Marios Papas (April 2011). "Goal Based Caustics". *Computer Graphics Forum (Proc. Eurographics)*. **30** (2).
6. ↑  Villani, Cedric (2009). *Optimal Transport - Old and New*. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. ISBN 978-3-540-71049-3.Villani, Cedric (2009). *Optimal Transport - Old and New*. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. ISBN 978-3-540-71049-3.
7. ↑  Philip Ball (February 2013). "Light tamers". *New Scientist*. **217** (2902): 40–43. Bibcode:2013NewSc.217...40B. doi:10.1016/S0262-4079(13)60310-3.
8. ↑  Choreographing light: New algorithm controls light patterns called 'caustics', organizes them into coherent images

* Born, Max; Wolf, Emil (1999). *Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light* (7th ed.). Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-64222-4.Born, Max; Wolf, Emil (1999). *Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light* (7th ed.). Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-64222-4.
* Nye, John (1999). Natural Focusing and Fine Structure of Light: Caustics and Wave Dislocations*. CRC Press. ISBN 978-0-7503-0610-2.**Nye, John (1999).* *Natural Focusing and Fine Structure of Light: Caustics and Wave Dislocations*. CRC Press. ISBN 978-0-7503-0610-2.
* Ferraro, Pietro (1996). "What a caustic!". *The Physics Teacher*. **34** (9): 572–573. Bibcode:1996PhTea..34..572F. doi:10.1119/1.2344572.
* Dachsbacher, Carsten; Liktor, Gábor (February 2011). "Real-time volume caustics with adaptive beam tracing". *Symposium on Interactive 3D Graphics and Games*. ACM: 47–54.