Physically based rendering from first principles
Глава 1: Что такое свет?
Свет — это то, что позволяет видеть мир. Древние греки считали его огнём, исходящим из глаз; Декарт — волной, Ньютон — частицами-корпускулами. Современная квантовая электродинамика объясняет всё, но в графике достаточно геометрической оптики.
Электрическая сила
Заряд бывает положительным и отрицательным; одноимённые отталкиваются, разноимённые притягиваются. Сила описывается законом Кулона. Каждый заряд создаёт электрическое поле, которое можно показать линиями поля или цветовой картой напряжённости.
Специальная теория относительности и магнетизм
Движущийся заряд рядом с проводом с током в нашей системе счёта не испытывает силы. В его собственной системе он покоится, а положительные заряды провода движутся. Из-за релятивистского сокращения длины возникает избыток отрицательных зарядов — мы воспринимаем это как магнитное отталкивание.
Уравнения Максвелла
Третье уравнение (закон Фарадея): изменяющееся магнитное поле порождает электрическое поле — принцип генераторов.
Четвёртое (закон Ампера): ток создаёт магнитное поле — основа электромагнитов.
Взаимное порождение полей даёт самоподдерживающиеся электромагнитные волны, распространяющиеся со скоростью света.
Электромагнитное излучение
Это синхронные колебания электрического и магнитного полей.
- Амплитуда — яркость (число фотонов).
- Частота — энергия отдельного фотона; выше частота → короче волна и выше энергия.