Simulation réflexion parabole

Bonjour,
Désolé si le sujet à déjà été traité. Je ne trouve rien.
Je cherche à simuler le cone de lumière apparaisant sur un plan distant de quelques mètres d'un projecteur.
Le but n'est pas d'utiliser une lumière type projecteur (ce serait trop simple et ne m'apporterait rien) mais omni, réfléchie par un réflecteur parabolique (voir hémisphèrique) dont on connait le rayon et le point focal.
Le but: Valider la forme du réflecteur pour obtenir un cercle de lumière déterminé à une distance déterminée (éclairage vidéo pour la plongée). On oublie bien sur la réfraction du milieu etc.
J'ai essayé pas mal d'option avec IG par exemple pour simuler la réalité optique mais cela ne donne absolument rien de cohérent.
C4D peut il calculer cela en respectant les lois physiques? Si oui comment? Je me suis tourné vers des logiciels dédiés (usines à gaz) que je ne maitrisent pas, et qui me donnent tout sauf ce que j'attends (du type 25 tubes actiniques de 20w pour tant de M2).... Si quelqu'un connait la formule pour calculer l'angle émissif en connaissant le rayon, le point focal, et la forme (hemisphère ou parabole) ca le ferait. Suffirait alors de remplacer mon bazar par une lumière type projecteur et régler l'angle. Merci à tous. :)
P.S j'ai la Ver 12 Studio

Si j'ai bien compris tu souhaites faire une simulation optique avec C4D.
Qui n'est pas un logiciel de simulation. Mais un logiciel de rendu 3D. :whistling:

Comme je l'ai souvent dit, les logiciels de 3D n'utilisent pour l'instant qu'une infime partie des lois de l'optique.
Les 98 % des effets obtenus sont des "fake". Ce qui compte c'est que ça ressemble à ...

Cependant, pour le problème qui te concerne, si il ne s'agit que du phénomène de réflexion d'une lumière omni, c'est en principe ce que fait l'IG. Tout doit être question de réglages.
Une seule réflexion par exemple. La lumière directe de l'omni étant bien plus présente elle risque par contre de masquer celle qui vient du réflecteur.

Edit: Ah non. Je viens de faire l'essai et l'IG fonctionne en diffusion, ce qui est logique. Pas moyen de passer en réflexion. Donc pas de solution de ce côté là, ou alors je ne sais pas faire.


Maintenant on peut faire des calculs d'optique géométrique si tu veux.
Mais il faudrait préciser un peu les données de ton problème.

Pour un réflecteur sphérique, si on a le rayon pas besoin du point focal. Par contre il faut que tu nous précises où tu places ton omni.
Si c'est justement au point focal, la formule ne sera vraiment pas compliquée. :D

Mais je n'ai toujours pas compris.
Si tu passes par le calcul pour simuler ta lumière à quoi te sert C4D ?
Le logiciel ne te donnera jamais un résultat expérimental exploitable.

Citation:

---

Envoyé par Jean-Laurent

Si j'ai bien compris tu souhaites faire une simulation optique avec C4D.
Qui n'est pas un logiciel de simulation. Mais un logiciel de rendu 3D. :whistling:

Mais je n'ai toujours pas compris.
Si tu passes par le calcul pour simuler ta lumière à quoi te sert C4D ?
Le logiciel ne te donnera jamais un résultat expérimental exploitable.

---

Oui tu résumes parfaitement l'idée que je m'en faisait "C4D reproduit bien la réalité...mais cela reste une simulation, une sorte d'obligation de résultat mais pas de moyens".
Mon problème parait trés simple et pourtant. Internet "n'est plus mon ami :) " Je ne trouve aucun logiciel (gratuit ou abordable) pour faire ce calcul.
Sachant que dans la réalité, la lampe (tres ponctuelle) sera situé au centre du foyer de la parabole et connaissant son rayon et sa profondeur (donc son point focal) quel sera le diamètre du cercle lumineux sur un plan (parfaitement perpendiculaire) situé par exemple à 2 m?
Toutes les explications sur la parabole parlent de rayons tous dirigés au point focal et ré émis parfaitement parallèles. Ce qui me parait totalement impossible. Si tel était le cas un réflecteur de 100mm enverrait une tache de 100mm quelque soit sa distance du plan ou de l'écran. Une sorte de faisceau laser cohérent. Hors on sait bien que ce n'est pas le cas. Le faisceau diverge mais de quel angle? J'ai fabriqué avec de grands efforts différentes paraboles qui me donnent des pistes mais j'aimerais appréhender le résultat avant de me lancer dans des fabrications couteuses.
Les fabricants parlent d'angle d'émission mais dans l'absolu (il me semble) une parabole n'en a pas de variable Elle a toujours la même forme seul son diamètre et sa profondeur change (donc son foyer). Je dois avoir louper quelque chose mais quoi? Reste toujours la possibilité de placer une lentille, mais ce n'est pas prévu pour le moment.

Désolé on s'éloigne un peu de notre logiciel chéri. C'est vrai que réalisant mes visus avec C4D je me suis dit pourquoi chercher ailleurs ce qu'on à a portée de main, et puis travaillant en ce moment sur des rendus d'éclairage je me suis dit la curiosité aidant: tiens un bon exercice pratique.
Si tu connais la formule, alors please help me.
En tous les cas merci beaucoup pour ta précédente réponse. :)

Ok, c'est parti alors pour un peu d'optique. :glare:

La parabole fait partie avec l'ellipse, et l'hyperbole de la famille des coniques.

Elle a comme particularité intéressante d'être stigmatique. C'est à dire que d'un point de vue géométrique, tous les rayons qui passent par son foyer ressortent parallèles entre eux.
Aussi magique que ça puisse sembler c'est vrai.
L'une des meilleures preuves de ça c'est les téléscopes.
Les miroirs parfaitement paraboliques récupèrent en un seul point les rayons de lumière parallèles.
Si ce n'était pas le cas, les images obtenues par les télescopes seraient floues.

Attention, ce qui est vrai pour les paraboles ne l'est plus pour un miroir sphérique. Qui est pourtant plus facile à construire.
Le miroir sphérique ne possède pas réellement de focale fixe. La focale à R/2 est une approximation. Correcte si on respecte les conditions de Gauss.

Si ta lampe omnidirectionnelle et ponctuelle est placée au foyer d'une parabole parfaite, les rayons touchant la parabole ressortiront parfaitement parallèles entre eux. :cool2:
L'ennui, c'est qu'une source ponctuelle ça n'existe pas. Une lampe dans la réalité ça a un volume.
Plus ta lampe est grosse par rapport à la parabole et plus des rayons s'éloignent du foyer et partent sur le côté.
De plus n'oublie pas que certains rayons ne se réfléchissent pas sur ta paraboles mais sortent directement du système.
Dans ce cas ils forment un cône de lumière supplémentaire.

C'est bien expliqué sur le schéma ici:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Miroir_...ir_parabolique

D'où l'existence du contre-miroir sphérique qui renvoie tous les rayons sur la parabole.

Est-ce que ce genre de système existe vraiment ?
Oui. J'utilise comme ça de toutes petites lampes catadioptriques qui envoient des faisceaux de lumière parallèles, sans avoir besoin de corriger par une lentille.
Cependant ça n'a rien à voir avec un laser.;)
Obtenir un faisceau de lumière parallèle est relativement facile, mais ça ne signifie pas que la lumière est cohérente comme tu le dis. Le laser a une longueur d'onde unique (enfin en première approximation) etc ...

Enfin tu dis que la forme de la parabole ne change pas. C'est aussi faux.
Il existe une infinité de paraboles possibles. Pour chaque parabole différente on a un foyer différent.
On peut ainsi avoir différentes focales.
C'est le cas de certains télescopes verticaux dont le miroir est constitué par un liquide réfléchissant la lumière.
En tournant à différentes vitesses (constantes) on peut changer la focale.
La forme prise par un liquide dans un récipient qui tourne étant une parabole. :)

Ton problème est donc soit trop simple. La lumière aura la même taille que ton réflecteur.
Soit trop compliqué. (Il faut tenir compte de la forme de ta lampe, de la diffusion du réflecteur en plus de la réflexion etc ... )

Aucune formule toute faite n'existe en tout cas. Désolé.

Je n'aurai qu'un mot: bravo...
J'imagine que tu es (entre autre) passionné d'astronomie.

Tout cela me parait "cohérent" sans mauvais jeu de mots. Une question à priori simple qui entraine des réponses complexes.

Actuellement mon réflecteur se comporte trés bien (il semble avoir un trés bon rendement) pas de points chauds, une trés bonne répartition du faisceau. Donc parfait pour la vidéo. Mais le hic, il est plus large même à faible distance que le champ de la caméra. Une partie de l'énergie est donc gaspillée alentours.
Mon soucis: le réduire sans trop modifier le rayon de ma parabole (j'imagine que réduire la surface globale du réflecteur c'est réduire son rendement? D'ou l'intérêt des trés grands miroirs dans les télescopes, mais là tu m'arrête si je me trompe...

La solution serait elle de modifier non pas les tailles mais la forme? Me rapprocher d'un miroir éliptique (je me réfère au lien que tu m'as transmis) ou peut être sphérique. Si j'ai bien compris il faudrait que je trace une courbe faite de segments, puis que je trace les normales de chaque segment, ensuite partant d'un point x que je placerai comme foyer tracer les rayons dont l'angle d'incidence serait le même que l'angle de réflexion par rapport à cette dite normale? Voir ensuite la direction que prendraient les rayons lumineux en cherchant à "pincer" un peu le faisceau.
Au risque de perdre du "rendement" dans l'affaire.
Je ne comprends pas, des amis ont des phares dont le réflecteur est sensiblement du même diamètre que le mien et pourtant leur faisceau est beaucoup plus fin (environ 30° le mien avoisinant les 90°, parfait pour la vidéo mais nul pour l'explo).

En gros y aurait il une vie pour la lumière sans passer par la case "parabole"? :)

Désolé de te solliciter ainsi mais les conseils en optique se font rare. Imagine comment je fantasmais en me disant: Avec C4D je vais même pouvoir bosser sur l'état de surface du réflecteur, mat, brillant etc etc...Pfuit on rêve à tout age.. Ma lampe est une HID avec un bulbe trés trés petit...Un peu comme ma tête...:)

Citation:

---

Envoyé par Perchlo

J'imagine que tu es (entre autre) passionné d'astronomie.

---

Pour être franc, pas vraiment. :whistling:
J'ai juste quelques bases. C'est amusant, mais pas au point de déclencher chez moi une passion.
J'ai une nette préférence pour l'astrophysique par contre. Mais là encore avec modération.:blushing:

Je confirme ta dernière impression.
C4D ne te sera d'aucune utilité hélas. Car justement il ne fait pas de simulation optique.
Rien ne vaut dans ton cas une bonne expérimentation avec maquette si tu peux.

Ta méthode pour trouver à quoi ressemblera le faisceau est la bonne.
Mais il n'y a pas besoin de tracer de segments sur ta courbe. Tu peux directement tracer les normales dessus.
Attention. Fait à la main, on est facilement dans l'ordre de 10 à 15 % d'erreur.
Le plus dur c'est de retrouver la forme exacte de ta parabole.
Là encore. Une infime variation de forme entraine une variation conséquente au niveau du faisceau.


Il ne faut surtout pas que tu changes la surface de ton réflecteur.
Tu va perdre en luminosité et c'est tout.
Le point à contrôler le plus souvent c'est la position de la lampe.

Sur celles que j'utilise il y a une vis interne qui permet de faire varier cette position de quelques dixièmes de mm.
Et cette simple variation peut rendre le faisceau convergent ou au contraire divergent.

Il faudrait que tu donnes un peu plus de détails sur ton réflecteurs. Ses dimensions, sa matière.
Pour des tests, tu peux aussi utiliser du papier alu et du carton, je ne sais pas si tu as déjà essayé.

j'ai pas tout lu, mais a priori C4D sait parfaitement faire ce que tu veux, les moteurs de GI sont des moteurs de simulation physique en puissance, meme si plein de choses sont rajoutées dans le cas de C4D pour gerer le coté artistique fourni à l'utilisateur (exclusion de lumière etc), et plein d'autres sont enlevées (refraction dependante de l'indice de refraction etc).

Active les caustiques, ca devrait te donner ce que tu cherches, vu que ca simules exactement ce que tu décris.

Citation:

---

Envoyé par tarlack

les moteurs de GI sont des moteurs de simulation physique en puissance

---

Là dessus on va avoir du mal à se mettre d'accord. :D
Sauf si par "en puissance" tu veux dire, dans un futur proche avec l'apparition des ordinateurs quantiques.

Il veut simplement un vrai calcul de réflexion des lumières sur un objet. Sans diffusion par celui-ci.
De mon côté si je demande ça à C4D, je n'ai aucun résultat.
Mais je ne maîtrise peut-être pas assez la GI.

Si quelqu'un a la réponse.

Maintenant tu connais peut-être tarlack un logiciel qui fait ça.

on se mettra d'accord sur l'aspect simulation (ou pas) des moteurs de rendu par mp, sinon ca va dériver, mais juste vite fait les physiciens du labo d'à côté font du tranfert radiatif en se basant sur un moteur de synthèses d'images parce que c'est exactement ce qu'ils cherchent (bien sur on reste dans le cadre de l'optique géométrique hein, pas ondulatoire) :)

Pour ce qui est de la simulation de la reflexion speculaire, on peut supposer que le moteur de GI de c4d s'occupe des chemins optiques ayant une diffusion au départ, ce qui a pour effet d'uniformiser et de rendre basse fréquence l'eclairage indirect, ce qui est necessaire pour que l'algo qu'ils utilisent donnent des resultats pas trop degueux. Le systeme de caustique de c4d par photon-mapping s'occupe quant à lui de tous les autres (ceux qui commencent par une reflexion/refraction). Comme ce sont des chemins qui vont avoir tendance à concentrer la lumière, on peut faire un calcul d'éclairage final peu coûteux avec des résultats corrects. Par contre, si on a un truc qui va étaler la lumière plutot que la concentrer (un miroir concave typiquement), les resultats seront dégueux à moins de balancer enormément de photons pour avoir une densité suffisante par unité de surface.

Donc dans le cas de sa parabole, qui reflechit de manière speculaire, il faut utiliser le systeme de caustiques. Avec le systeme de GI de c4d, tu ne peux pas obtenir les concentrations lumineuses dûes à la refraction par un verre de table par exemple, mais tu les as avec le systeme de caustiques. C'est le meme genre de chemins optiques que ceux que Perchlo cherchent à simuler.

Citation:

---

Envoyé par tarlack

Donc dans le cas de sa parabole, qui reflechit de manière speculaire, il faut utiliser le systeme de caustiques.

---

Je t'ai répondu en MP.
C'est sans doute là qu'il y a un truc qui m'échappe. Je dois mal gérer les caustiques car chez moi ça ne marche pas.

C'est pourtant le seul moyen d'avoir un comportement "naturel" pour la lumière, au prix de setups assez difficiles à réaliser (il est vrai) et de temps de rendu assez longs.

Pour que les caustiques fonctionnent, il ne suffit pas de les activer dans les settings de rendu, il faut aussi paramétrer tes lumières (caustiques surfaciques/volumiques) et tes matériaux (onglet illumination).

C'est assez chaud à faire, aussi si vous obtenez des résultats convainquants, je suis curieux.

Merci Seb pour la précision.
J'avais bien réglé caustics dans les setting de rendu, fait de même pour le matériau. Mais pas du tout pensé à la lumière.

Pour l'instant ça donne n'importe quoi, mais au moins ça donne de la lumière.;)

le truc c'est de mettre suffisamment de photons, à moins d'un million ca sert à rien, et ca devrait se balancer (très) vite avec les machines actuelles, pour avoir une reconstruction correcte pas trop floue. Je ne sais pas s'il y a une option "final gathering" ou assimilée, mais il ne faut la mettre que si les caustiques sont très étalées, sinon ca prendra bcp plus de temps pour un resultat qui pourrait etre moins bon.

Voici ce que j'obtiens avec des réglages simples (en fait les réglages par défaut) :

http://content.screencast.com/users/...10-25_1112.png

Les réglages :

http://content.screencast.com/users/...10-25_1113.png

http://content.screencast.com/users/...10-25_1114.png

http://content.screencast.com/users/...10-25_1114.png

Si j'ai bien compris le problème de départ.

Par contre, là où je me suis planté, c'est que les temps de rendu ne sont pas aussi ahurissants que cela, ou bien cela fait trop longtemps que je n'avais pas touché aux caustiques (ou encore les rendus horriblement longs ne concernent que les caustiques volumiques, ou bien encore ma scène est bien trop légère).

moi je suis étonné par le faible nombre de photons, j'aurais juré que les resultats seraient vachement plus "splotchy" que ca au vu de ce que j'avais pu tester...! surtout la partie plus douce sur la droite du plan.

Pour les temps de calcul, 10000 photons c'est rien. Pour la précision physique, il faudrait mettre une attenuation dans les paramètres generiques. s'il y a de l'adaptatif, c'est le mieux. Le rayon dans les materiaux doit donner la distance max à laquelle on suppose que les photons contribuent au point où on calcule, plus c'est petit plus il faut de photons, mais moins c'est biaisé.

C'est marrant car j'ai fait le même essai que toi Seb, à peu de chose près. ;)

Par contre je suis monté jusqu'à 5 millions de photons car effectivement, vu la scène les temps de rendu sont très accessibles.
(environ 3 s pour les 5 millions).

Par contre, j'obtiens la même chose que toi, mais avec une demi sphère déformée. :whistling:
Avec une demi-sphère parfaite. Et un omni à R/2 j'obtiens un carré. :blink:

En fonction de la distance de l'omni et du réflecteur, j'obtiens toutes formes de figures géométriques plus que douteuses.
Par contre ça marche pas trop mal pour un miroir plan visiblement.

Pour certains cas, j'obtiens même une figure totalement sombre au centre, qui me semble curieuse également.

Il faut approfondir ça, mais la réalité physique m'a l'air plus que douteuse pour l'instant.
Je posterai mes essais.

Citation:

---

Envoyé par Jean-Laurent

Par contre, j'obtiens la même chose que toi, mais avec une demi sphère déformée. :whistling:

---

Ma demi-sphère est également déformée. J'attends de voir tes résultats.

Bon, alors quelques résultats.
Vous m'excuserez pour la compression. Le plan ne reçoit que les caustics pour ne pas être influencé par le reste. Le réflecteur est juste mis en évidence par de la luminance mais qui n'intervient pas dans l'éclairage.

Je commence avec un réflecteur sphérique. Lumière au foyer:
http://img97.imageshack.us/img97/5766/caustics1.jpg

Puis, je déplace juste la lumière, avant le foyer et après le foyer:
http://img130.imageshack.us/img130/60/caustics2g.jpg
http://img253.imageshack.us/img253/455/caustics3.jpg


Changement de la forme.
Pour la contrôler parfaitement j'utilise un plan déformé par le déformateur formule.

Même genre de test, au foyer, puis à différents endroits pour la lumière:

http://img258.imageshack.us/img258/8207/caustics6.jpghttp://img64.imageshack.us/img64/4091/caustics7.jpghttp://img814.imageshack.us/img814/7794/caustics8.jpghttp://img5.imageshack.us/img5/3331/caustics9.jpg

Ah, oui. Une autre sphère mais tronquée différemment avec lumière au foyer:
http://img834.imageshack.us/img834/3553/caustics5.jpg

Et pour finir, une image très poétique obtenue avec un simple sphère déformée comme réflecteur:
http://img830.imageshack.us/img830/2226/caustics10.jpg
http://img830.imageshack.us/img830/2226/caustics

http://img830.imageshack.us/img830/2226/caustics

J'ai évidemment changé plusieurs autres paramètres pour voir comment ça réagissait. La force, l'échantillonnage etc ...
Pour éviter les artefacts les réflecteurs sont très subdivisés.
J'ai choisi un nombre de 1 million de photons.


Ma conclusion pour l'instant c'est que je ne vois toujours pas en quoi C4D peut aider Perchlo dans sa réalisation d'un réflecteur.
Pour faire de jolies images d'accord, mais pour de la simulation je reste très sceptique. :confused1:
Mais bon, vous pouvez toujours essayer de me prouver le contraire. :innocent:

D'accord avec toi sur la conclusion. Pour ma part, je ne parlais des caustiques que pour la mise en place des reflets de lumières, pas pour dire qu'ils étaient physiquement corrects. Pour ma part, j'ai déjà essayé d'obtenir un comportement réaliste des lumières, sur la R10.5 sans succès. L'ajout des fichiers IES va dans ce sens mais les reflets lumineux ne sont toujours pas la panacée.

:blink: j'essaierai avec ma bouze pour voir ce que ca donne, parce que là ca m'estomaque pas mal quand meme....

Bonjour à tous,

Je note que mon petit problème ne vous a pas laissé indifférents...
Respects.

Pour le moment je vous lis et vous suis avec attention. Mais sans vouloir prendre partie, et dans l'attente que la lumière "soit", j'opte pour la soluce bricolo du dimanche:
Je découpe sur commande numérique des gabarits plats (2D) en que j'entrecroise un peu comme les pièces du squelette d'une coque de bateau pour en faire une forme 3d. Un peu comme un coquetier, puis j'y place à l'intérieur du papier alu. Cela fait assez bien la forme de mon réflecteur (en gros)...Cela me permet de tirer quelques règles qui m'orientent dans mes choix. Une véritable forme de repoussage au tour prend pas mal de temps et coute cher (sans compter aprés le repoussage ou pire l'emboutissage de la parabole). Cette méthode a au moins l'avantage de la rapidité et de l'économie et je suis certain de la forme (au moins en 2D) de ma courbe.

Je suis trés curieux de savoir si vos expériences vont confirmer ou infirmer les miennes.

Si tant est que vos réglages fonctionnent vous devriez pouvoir faire un test simple et efficace:

Le changement (même léger) de la distance focale de votre source de lumière devrait influer sur l'uniformité du cone de lumière. Parfaitement situé au foyer la tache est parfaitement réguliére , déplacée quelque peu, la lumière présente un dégradé. Le plus lumineux de l'intérieur vers l'extérieur ou l'inverse selon la divergence ou convergence.
Sans vouloir prendre le parti J-L il faut bien que C4D présente ses limites. Autrement comment pourrions nous encore "râler"? :)


A titre indicatif un véritable réflecteur parabolique diamètre 86 mm profondeur 60mm projette un cercle lumineux de 2m de diamètre sur un plan situé à 1m de distance. le foyer étant situé à 7.70 mm du point le plus bas de la parabole. La lampe est trés ponctuelle diamètre environ 4mm (bulbe lumineux proprement dit).
A+ et merci à tous. Pour info j'utilse le Logiciel gratuit "Parabola generator" qui me donne une courbe 2 D que j'importe en DXF puis extrusion dans C4D. Tres jolie résultat pour une plaquette de pub. Mais pour mes"vrais" paramètres de réalisation d'outils j'attends vos lumières.