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Physics


[[Light Physics///Physique de la lumière///Lichtphysik]]

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Physics


[[Light Physics///Physique de la lumière///Lichtphysik]]

[[Reflection///RÉFLEXION///REFELXION]]

[[Reflection is the light phenomenon that occurs when a light ray bounces of an object. If the surface is very smooth, the reflection angle will be the same as the incident angle as shown in figure below. This type of reflection is called specular reflection. We experience specular reflection when we look at a mirror or the surface of a body of water, for example.
///La réflexion est le phénomène lumineux qui se produit lorsqu'un rayon lumineux rebondit sur un objet. Si la surface est très lisse, l'angle de réflexion sera le même que l'angle d'incidence comme le montre la figure ci-dessous. Ce type de réflexion est appelé réflexion spéculaire. Nous rencontrons ce phénomène lorsque nous regardons dans un miroir ou la surface de l'eau, par exemple.
///Reflexion ist das Lichtphänomen, das auftritt, wenn ein Lichtstrahl von einem Objekt abprallt. Wenn die Oberfläche sehr glatt ist, ist der Reflexionswinkel gleich dem Einfallswinkel, wie in der Abbildung dargestellt. Diese Art der Reflexion wird Spiegelreflexion genannt. Wir erleben spiegelnde Reflexion zum Beispiel, wenn wir auf einen Spiegel oder die Oberfläche eines Gewässers schauen.]]

 
 

[[In contrast, diffuse reflection occurs when the surface is rough and light is scattered in all directions as illustrated below. This is the most common type of reflection which we experience whenever we look at a matte object such as gypsum board. Many real materials show a combination of diffuse and specular reflection, for example, painted wood or plastics. For the metal plates of sol.id, it is essential that we obtain the best specular reflection possible, so that sharp images of the portraits are created.
///En revanche, la réflexion diffuse se produit lorsque la surface est rugueuse et que la lumière est diffusée dans toutes les directions comme illustré ci-dessous. Ce type de réflexion est le plus commun que nous rencontrons lorsque nous regardons un objet mat tels qu'une surface de plâtre. De nombreux matériaux réels exhibe une combinaison de réflexion diffuse et spéculaire, par exemple, du bois vernis ou du plastique lisse. Pour les plaques de métal de sol.id, il est essentiel d'avoir une réflexion la plus spéculaire possible, de sorte que des images nettes des portraits soient créées.
///Im Gegensatz dazu tritt diffuse Reflexion dann auf, wenn die Oberfläche rauh ist und das Licht in alle Richtungen gestreut wird, wie unten dargestellt. Dies ist die häufigste Art von Reflexion, die wir erleben, wenn wir auf ein mattes Material wie Gips schauen. Viele echte Materialien zeigen eine Kombination aus diffuser und spiegelnder Reflexion, beispielsweise lackiertes Holz oder Kunststoff. Für die Metallplatten, die in sol.id Verwendung finden, ist es essentiell, dass wir die best mögliche Spiegelreflexion erhalten, sodass ein scharfes Spiegelbild der Portraits erzeugt wird.]]

 
 

[[Caustics///Caustiques///KAUSTIK]]

[[Light reflected (or refracted) from a curved specular surface can create interesting light patterns that we commonly observe in the world around us, as illustrated in the photographs below. In particular, glass windows, water surfaces, or shiny metal objects often create seemingly random reflection or refraction patterns on surfaces nearby. In computer graphics, these patterns are generally referred to as caustics. In optics, the term caustics is used more restrictively to describe the envelope of a family of light rays created by reflection or refraction.
///
La lumière réfléchie (ou réfractée) à partir d'une surface spéculaire incurvée peut créer des motifs de lumière intéressants que nous observons couramment dans le monde autour de nous, comme illustré dans les photos ci-dessous. En particulier, des vitres, des surfaces d'eau ou des objets métalliques brillantes créent souvent des motifs de réflexion ou de réfraction qui semblent aléatoires sur des surfaces à proximité. En infographie, ces motifs sont généralement appelés caustiques. En optique, ce terme est utilisé de manière plus restrictive pour décrire l'enveloppe d'une famille de rayons lumineux créés par réflexion ou réfraction.
///Licht, das von einer gekrümmten spiegelnden Oberfläche reflektiert (oder gebrochen) wird, kann interessante Lichtmuster erzeugen, die wir gemeinhin in der uns umgebenden Welt beobachten können, wie in den folgenden Fotos illustriert wird. Insbesondere Glasfenster, Wasserflächen oder glänzende Metallobjekte scheinen oft zufällige Reflexions- oder Brechungsmuster auf Oberflächen in der Nähe zu produzieren. In der Computergrafik werden diese Muster im Allgemeinen als Kaustik bezeichnet. In der Optik wird der Begriff Kaustik restriktiver verwendet, um die Einhüllende aus einer Lichtstrahlen-Familie zu beschreiben, der durch Reflexion oder Brechung entstand.]]

[[The illustration below shows how the curvature of the reflecting water surface redirects the incident light rays to create a non-uniform light density on the receiving wall surface. The challenge of caustic design is to compute a reflecting or refracting surface that will create a predefined image. We solve this problem with a new algorithm that calculates an inverse light simulation. For more information on this algorithm, please click here.
///L'illustration ci-dessous montre comment la courbure de la surface de l'eau redirige les rayons de lumière incidente pour créer une densité lumineuse non uniforme sur la surface de la paroi de réception. Le défi de la conception caustique est de calculer une surface réfléchissante ou réfractant qui permettra de créer une image prédéfinie. Nous résolvons ce problème avec un nouvel algorithme qui calcule le transport inverse de lumière. Pour plus d'informations sur cet algorithme, veuillez cliquer ici.
///Die folgende Abbildung zeigt, wie durch die Krümmung der spiegelnden Wasseroberfläche die einfallenden Lichtstrahlen so gebrochen werden, dass eine ungleichmäßige Lichtdichte auf der empfangenden Wandfläche entsteht. Die Herausforderung des kaustischen Designs ist es, eine reflektierende oder brechende Oberfläche so zu berechnen, dass ein vordefiniertes Bild erschaffen wird. Wir lösen dieses Problem mit einem neuen Algorithmus, der eine inverse Lichtsimulation berechnet. Weitere Informationen zu diesem Algorithmus finden Sie hier.]]

 
 
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Sun


[[The Sun///Le Soleil///Die Sonne]]

Sun


[[The Sun///Le Soleil///Die Sonne]]

[[Facts About the Sun///Informations SUR LE SOLEIL///FAKTEN ÜBER DIE SONNE]]

[[The Sun is the star at the center of our solar system and formed approximately 4.5 billion years ago. It has a diameter of about 1.3 million km and is on average distant of approximately 150 million km from the Earth. Seen from Earth, the Sun has an average angular diameter of about 0.54 degrees. Light emitted by the Sun travels for around 8 minutes and 19 seconds before reaching the surface of the Earth.
///Le Soleil est l'étoile au centre de notre système solaire et formée il y a environ 4,5 milliards d'années. Il a un diamètre d'environ 1,3 million de km et est distant d'en moyenne environ 150 millions de km de la Terre. Vu de la Terre, le Soleil a un diamètre angulaire moyen d'environ 0,54 degrés. La lumière émise par cette étoile se déplace durant environ 8 minutes et 19 secondes avant d'atteindre la surface de la Terre.
///Die Sonne ist der Stern im Zentrum unseres Sonnensystems und wurde vor rund 4,5 Milliarden Jahren gebildet. Sie hat einen Durchmesser von etwa 1,3 Millionen km und ist im Durchschnitt rund 150 Millionen km von der Erde entfernt. Von der Erde aus gesehen hat die Sonne einen durchschnittlichen Winkeldurchmesser von etwa 0,54 Grad. Von der Sonne emittiertes Licht reist für etwa 8 Minuten und 19 Sekunden, bevor es die Oberfläche der Erde erreicht.]]

[[THE MOTION OF THE SUN///LA trajectoire DU SOLEIL///Die Bewegung der SONNE]]

[[sol.id redirects sunlight by reflection off curved metal surfaces to form light images. These images will change depending on the position of the Sun. The applet below allows you to explore the motion of the Sun as a function of the time of the day and the day of the year, as well as the geographical location. The site of sol.id at the EPFL campus is located at 46.3 degrees north.
///sol.id redirige la lumière du soleil par réflexion des surfaces métalliques incurvées pour former des images lumineuses. Ces images vont changer en fonction de la position du Soleil. L'applet ci-dessous vous permet d'explorer le mouvement du Soleil en fonction de l'heure de la journée et du jour de l'année, ainsi que d’un emplacement géographique. Le site de sol.id sur le campus de l'EPFL est situé à 46,3 degrés de latitude nord.
///sol.id leitet Sonnenlicht durch Reflexion auf gekrümmten Metalloberflächen so um, dass Lichtbilder erzeugt werden. Diese Bilder ändern sich in Abhängigkeit von der Position der Sonne. Das nachfolgende Applet ermöglicht es Ihnen, die Bewegung der Sonne als Funktion der Tageszeit und des Datums sowie die geografische Lage zu erkunden. Der Standort der sol.id auf dem Campus der EPFL liegt bei 46,3 Grad Nord.]]

NAAP Astronomy Labs - Motions of the Sun - Motions of the Sun Simulator. This applet can only be seen on a Flash-enabled device.

[[Why are the caustic images slightly blurred?///POURQUOI LES IMAGES CAUSTIQUES sont-elles légèrement floue?///WARUM SIND DIE KAUSTISCHEN BILDER LEICHT VERSCHWOMMEN?]]

[[The blur in the caustic images is caused by the size of the Sun which does not emit light from a single point but from all of its volume. This means that for any point on the mirrors, the incident sunlight does not come from a single direction but from many different directions. When bouncing off the mirrors, the incident light rays are reflected to slightly different directions and create a spot of light instead of a sharp point. The further the caustic is projected the blurrier it will be.
///

Le flou dans les images caustiques est causé par la taille du Soleil qui n’émet pas de lumière à partir d'un seul point, mais de l'ensemble de son volume. Cela signifie que pour tout point sur les miroirs, la lumière solaire incidente ne provient pas d'une seule direction, mais à partir de nombreuses directions différentes. En rebondissant sur les miroirs, les rayons lumineux incidents sont reflétés dans des directions légèrement différentes ce qui créent des tâches lumineuses au lieu d'un point précis. Plus l'image caustique est projetée loin, plus elle sera floue.


///Die Unschärfe der kaustischen Bilder wird durch die Größe der Sonne hervorgerufen, die ihr Licht nicht von einem einzelnen Punkt, sondern von ihrem gesamten Volumen emittiert. Dies bedeutet, dass das einfallende Sonnenlicht für jeden Punkt auf dem Spiegel nicht aus einer einzigen Richtung, sondern aus vielen verschiedenen Richtungen kommt. Wenn sie vom Spiegel abprallen, werden die einfallenden Lichtstrahlen in leicht unterschiedliche Richtungen reflektiert und erzeugen ein Lichtfläche statt eines scharfen Punktes. Je weiter weg das kaustische Bild projeziert wird, desto unschärfer wird es.]]

 [[Physically correct simulation of the caustic image///Simulation physiquement correcte de l'image caustique///Physikalisch korrekte Simulation eines kaustischen Bildes]]

[[Physically correct simulation of the caustic image///Simulation physiquement correcte de l'image caustique///Physikalisch korrekte Simulation eines kaustischen Bildes]]

 [[Simulation of the caustic image if the Sun was much smaller///Simulation de l'image caustique si le Soleil était beaucoup plus petit///Simulation eines kaustischen Bildes, wenn die Sonne viel kleiner wär]]

[[Simulation of the caustic image if the Sun was much smaller///Simulation de l'image caustique si le Soleil était beaucoup plus petit///Simulation eines kaustischen Bildes, wenn die Sonne viel kleiner wär]]