คอสติก

คอสติก (caustic) หรือ คือกระจุกของลำแสงที่เกิดการสะท้อนหรือการหักเห โดยพื้นผิวโค้งหรือวัตถุ หรือรูปแบบลักษณะเฉพาะที่เกิดขึ้นเมื่อฉายไปยังพื้นผิวอื่น

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 

 
 
 
 

ทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิต