Superficie De Ondas Y Rayos

Superficie de ondas y rayos
Ley de reflexión
La ley de reflexión.
Cuando un rayo luminoso incide sobre la superficie de separación entre dos medios transparentes homogéneos e isótropos, una parte del rayo incidente se refleja y se queda en el medio de donde provino y la otra parte se transmite al otro medio.
El ángulo θ1 formado por el rayo incidente y la normal N a la superficie deseparación en el punto de incidencia se denomina ángulo de incidencia; el ángulo formado por el rayo reflejado y la normal θ1' se denomina ángulo de reflexión (ver la figura). El rayo reflejado se encuentra en el mismo plano que el incidente y la normal en el punto de incidencia, pero por el lado opuesto a esta normal; el ángulo de reflexión θ1' es igual al ángulo de incidencia θ1:
θ1' = θ1,
que es laexpresión de la ley de reflexión:
Un rayo luminoso se refleja en la superficie plana formando un ángulo de reflexión igual al de incidencia.
La ley de reflexión determina la dirección del rayo reflejado.
Basándose en las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo, se puede demostrar que en caso que n 1 < n2 el rayo reflejado sale en oposición de fase al rayo incidente, es decir, cambia sufase en π.

Trazo de rayos reflejados
Trazado de Rayos
El método de trazado de rayos (propuesto por Whitted como mejora del método de Ray Casting es una alternativa elegante y sencilla que permite calcular de una forma unificada la reflexión y la refracción de la luz, sombras, eliminación de superficies ocultas y otros efectos necesarios para conseguir escenas fotorrealistas. De estemétodo surgieron aproximaciones más completas que resolvían de forma más exacta la ecuación de render, basándose en los mismos principios de trazado de los caminos que sigue la luz. Por esta razón, prestaremos especial atención a la descripción de este método.
La idea básica del trazado de rayos es seguir el camino de la luz desde las fuentes emisoras de fotones hasta que llegan a la posición delobservador. La simulación del camino natural de la luz presenta el principal inconveniente de que la mayoría de los rayos nunca llegan al observador (o plano de imagen), lo que resulta computacionalmente prohibitivo. Este es el esquema de trazado de rayos hacia delante (forward RayTracing).
Para evitar trazar un número alto de rayos que no llegarán al plano imagen, y como solución sencilla a ladiscretización del espacio continuo en píxeles, se emplea el trazado de rayos hacia atrás (backward RayTracing), donde los rayos parten del plano imagen hasta alcanzar los objetos de la escena. La Figura 1 muestra un esquema general de los componentes básicos que forman un trazador de rayos hacia atrás.

Figura 01. Esquema de funcionamiento del RayTracing.
Una de las principales característicasdel método de RayTracing es el cálculo recursivo de la contribución de la luz debido a la reflexión y refracción que se produce en ciertas superficies. Así, definimos cuatro tipos de rayos:
• Rayos Primarios o Visuales (V): Son los rayos que parten de la cámara virtual, pasando por cada uno de los píxeles en el plano de imagen. Para cada elemento de la escena se comprueba si el rayo visualintersecta con alguno de ellos, quedándonos con el punto de intersección más cercano de toda la lista de objetos.
• Rayos de Sombra (S): Parten del punto de intersección con el objeto y tienen dirección hacia las fuentes de luz. De nuevo se realiza una prueba de intersección del rayo con todos los objetos de la escena para ver si hay algún objeto que corte su trayectoria, en cuyo caso el punto deorigen del rayo estaría en sombra.
• Rayos Reflejados (R): Si el objeto donde intersectó el rayo tiene propiedades de reflexión de tipo espejo, se generará un nuevo rayo reflejado en ese punto. Este rayo se construirá típicamente en un procedimiento recursivo, pasando a comportarse como un rayo primario en la siguiente iteración del algoritmo.
• Rayo Transmitidos (T): En el caso de objetos en...