Il passo successivo da un modello di fotocamera a foro stenopeico è un modello di obiettivo sottile , in cui modelliamo l'obiettivo come un disco infinitamente sottile. Questa è ancora un'idealizzazione che è abbastanza lontana dalla modellazione di una vera fotocamera, ma ti darà effetti di profondità di campo di base.
L'immagine sopra, da panohelp.com , mostra l'idea di base. Per ogni punto sull'immagine, ci sono più raggi che arrivano a quel punto dell'immagine, attraverso ogni punto sulla superficie dell'obiettivo 2D. Pertanto, la generazione di un'immagine come questa utilizzando Monte Carlo richiederà di selezionare, per ciascun raggio, sia un punto di campionamento 2D sul piano dell'immagine che un punto di campionamento 2D indipendente sulla superficie dell'obiettivo.
I parametri rivolti all'utente da impostare saranno il raggio dell'obiettivo (come raggio fisico in unità di scena), che controlla la profondità del campo di messa a fuoco (obiettivo più grande = campo di messa a fuoco più basso) e la distanza alla quale si desidera posizionare gli oggetti messa a fuoco.
Per generare raggi oculari nella scena, è possibile calcolare la posizione e la direzione dei raggi che escono dalla superficie dell'obiettivo; in questo modello non è necessario simulare esplicitamente il piano dell'immagine e la rifrazione attraverso l'obiettivo. Fondamentalmente, pensa all'obiettivo centrato sulla posizione della fotocamera e orientato verso la direzione della fotocamera.
In base alla posizione dell'immagine, costruisci un raggio dalla posizione della fotocamera (centro dell'obiettivo) alla scena, proprio come faresti nel modello a foro stenopeico; quindi trova la sua intersezione con il piano focale. Ecco dove dovrebbero convergere tutti i raggi da quella posizione dell'immagine. Ora puoi spostare il punto iniziale del raggio su un punto scelto casualmente sull'obiettivo e impostarne la direzione verso il punto di convergenza.
Puoi generalizzare un po 'questo consentendo al piano focale di essere qualcosa di diverso da un piano, o l'obiettivo di essere qualcosa di diverso da un disco circolare e seguendo lo stesso processo. Ciò può produrre effetti interessanti se non del tutto fisici. È anche possibile andare oltre questo semplice modello con una simulazione fisicamente più realistica degli elementi dell'obiettivo di una fotocamera, ma questo va oltre la mia esperienza.