Статья посвящена разработке локальной модели взаимодействия света с границей между изотропными и одноосными кристаллами (средами). Преломляющие и отражающие свойства каждой среды определяются направлением оптической оси (если есть) и спектрами преломления. Локальная модель описывает правила расчета направлений, интенсивностей и состояний поляризации всех отраженных и преломленных лучей по соответствующим параметрам падающего луча и свойствам граничащих сред. Разработанная локальная модель использует понятие поляризованного луча, т. е. геометрического луча с интенсивностью и состоянием поляризации. Предложенный алгоритм расчета лучей позволяет вычислять параметры всех отраженных и преломленных лучей (может образовываться до четырех лучей). В данной статье изотропные и одноосные среды рассматриваются вместе. Корректность разработанной модели подтверждена попиксельным сравнением рассчитанного изображения сцены, содержащей кристалл кальцита, с фотографией реальной сцены.
The paper is devoted to the derivation of a local model of light interaction with a boundary of two transparent crystals (media) with different optical characteristics (isotropic or uniaxial). Refracting and reflecting properties of each medium are defined by the direction of the optical axis (if any) and refraction spectra. Local model describes a set of rules to calculate directions, intensities and polarization states of all outgoing rays by corresponding attributes of an incoming ray and optical properties of adjacent media. The developed model operates with the term of polarized ray, i.e. geometrical ray with linked intensity and polarization state attributes. The suggested algorithm for calculation of rays allows calculating properties of all reflected and refracted rays (up to 4 rays). In the paper, isotropic and uniaxial media are considered in a similar manner. The correctness of the model is validated by comparison of a photo of a real uniaxial crystal with the corresponding computed image.