Simula la luz desde la fuente hasta el sensor.
Explora óptica de tejidos, fotónica, renderizado espectral, lentes, filtros, cámaras y cadenas de detectores con motores científicos abiertos; después inspecciona los campos, los supuestos y los compromisos de diseño.
Transporte de luz en tejidos
Sistemas ópticos espectrales
Cadenas de sensores y cámaras
Estudio de ejemplo
De fotones invisibles a un diseño que puedes inspeccionar.
Este flujo real comienza con una idea cotidiana —un sensor vestible de infrarrojo cercano— y la convierte progresivamente en un modelo físico acotado, un cálculo en GPU, evidencia visual y un siguiente experimento defendible.
1.000.000
Historias de fotones
Transporte Monte Carlo acotado en GPU
850 nm
Fuente de infrarrojo cercano
Una longitud de onda habitual en sensores vestibles
0,5 mm
Resolución de vóxel
Malla de tejido de 60 × 60 × 40
RTX 4090
GPU gestionada
MCX mediante pmcx 0.7.1
01
Objetivo de diseñoEmpieza con la pregunta de detección
El estudio comienza con una pregunta intuitiva de ingeniería: ¿hasta dónde viaja la luz de 850 nm en un tejido estratificado y dónde podría un detector vestible recuperar una señal útil?
02
Modelo físicoConvierte la anatomía en un modelo
Vicena convierte espesores de capa, absorción, dispersión, anisotropía, índice de refracción, posición de la fuente y tamaño de vóxel en una configuración MCX explícita.
03
Cómputo en GPUTraza fotones en la GPU
Un millón de historias de fotones atraviesan el volumen de vóxeles con fronteras de Fresnel. El trabajo gestionado conserva la versión del motor, la semilla, la malla y los supuestos ópticos.
04
Evidencia visualInspecciona adónde va la luz
El campo tridimensional de fluencia se convierte en mapas de calor del plano central, atenuación con la profundidad, resúmenes a profundidades objetivo y perfiles de extensión lateral, en vez de un escalar opaco.
05
Control de calidadPon a prueba el resultado
La penetración, la fracción absorbida, el comportamiento en las fronteras, la sensibilidad al número de fotones y al vóxel, y los supuestos del detector se separan de la validación experimental.
06
Siguiente diseñoItera la geometría del sensor
La separación fuente–detector, la longitud de onda, las capas de tejido, las propiedades ópticas y el presupuesto de fotones pueden cambiarse conservando el mismo contrato de flujo reproducible.
Artefactos del flujo real
La simulación se convierte en un registro científico visual.
Cada figura procede del cuaderno MCX ejecutado. El resultado tridimensional sigue disponible detrás de los gráficos, para que el agente responda preguntas posteriores sin reconstruir la ciencia desde una captura.
Un millón de trayectorias de fotones, visibles
El resultado MCX real muestra el rápido cambio de fluencia en un volumen de tejido de 30 × 30 × 20 mm. La fuente, la frontera de la piel y los marcadores de profundidad siguen conectados con la configuración ejecutada.
Atenuación con la profundidad
Las vistas lineal y logarítmica muestran tanto el máximo cerca de la superficie como la caída de varios órdenes de magnitud que importa para colocar el detector.
Extensión lateral con la profundidad
Los perfiles a 2, 5, 10 y 15 mm muestran cómo la dispersión ensancha la región iluminada mientras disminuye la fluencia disponible.
Comparación de profundidad lista para decidir
El resultado puede resumirse en una comparación de ingeniería sin perder el arreglo tridimensional ni el cuaderno subyacentes.
Paquetes científicos
Los paquetes científicos detrás del transporte de luz, la fotónica y el diseño óptico.
-
MCX / pmcx
pmcx 0.7.1
Transporte de fotones en GPU
Traza historias de fotones en medios voxelizados para óptica tisular, fluencia, absorción y colocación de detectores.
Proyecto oficial -
Meep
1.34
Electromagnetismo FDTD
Resuelve las ecuaciones de Maxwell en el dominio del tiempo para estructuras fotónicas, transmisión, resonancias, campos y respuesta de dispositivos.
Proyecto oficial -
MPB
Bandas fotónicas
Calcula modos electromagnéticos y relaciones de dispersión en estructuras dieléctricas periódicas y cristales fotónicos.
Proyecto oficial -
Mitsuba
3.9
Renderizado espectral
Modela el transporte de luz a través de superficies, materiales, lentes, filtros, cámaras y sistemas de imagen diferenciables.
Proyecto oficial -
pymoo
0.6.2
Optimización multiobjetivo
Explora los compromisos de diseño óptico entre señal, absorción, geometría, robustez y objetivos en competencia.
Proyecto oficial -
SALib
1.5.2
Análisis de sensibilidad
Cuantifica cómo influyen las propiedades ópticas inciertas y las variables de diseño en los resultados simulados y en las decisiones.
Proyecto oficial
Capacidades científicas
Un espacio óptico con varias capas de modelado.
Vicena dirige la pregunta al motor científico abierto adecuado y mantiene explícitos los límites de cada modelo, desde el tejido dispersivo hasta las superficies espectrales y las cadenas de sensores.
Transporte de luz en tejidos
Modela absorción, dispersión, anisotropía, fronteras de índice de refracción, fuentes y medios voxelizados con MCX en GPU.
Sistemas ópticos espectrales
Usa flujos de Mitsuba registrados para estudios de superficies, lentes, filtros, renderizado espectral e imagen diferenciable.
Cadenas de sensores y cámaras
Conecta la luz simulada con filtros, eficiencia cuántica, formación de imagen, calibración, ruido, demosaico y análisis posterior.
Exploración de diseño
Compara longitudes de onda, geometrías, propiedades ópticas, separación fuente–detector, robustez y compromisos multiobjetivo.
Disciplina de evidencia
Un resultado que puedes cuestionar y ampliar.
El valor no es un mapa de calor colorido por sí solo, sino la conexión entre la pregunta, los supuestos físicos, la ejecución gestionada, los arreglos, los gráficos, la procedencia y la siguiente decisión de diseño.
Límite científico
Lo que este resultado no demuestra.
Empieza con tu diseño
¿Qué te gustaría iluminar?
Empieza con una pregunta real de diseño óptico. Vicena puede elegir el flujo, preparar el modelo, ejecutar un cómputo acotado y devolver la evidencia visual.