Факторы, влияющие на оптическую добротность бриллианта
Человек, не являющийся экспертом, обычно рассматривает бриллиант (который встроен в ювелирное изделие так, что его павильон снаружи не виден) в диффузном свете, невооруженным глазом, с расстояния порядка 50 см (длина вытянутой руки). Он мотает головой и двигает рукой, в которой держит камень. При этом наблюдатель неявно трансформирует такие характеристики камня как возврат света, блеск и игра в степень его привлекательности.
Когда он оценивает привлекательность камня, он руководствуется некоторыми общими принципами и специфическими предпочтениями, и антипатиями. В частности, освещенность поверхности камня должна быть достаточно равномерной. Есть два варианта круглой бриллиантовой огранки, которые не соответствуют этому требованию.
Один из них характерен глубоким павильоном (порядка 45°), что создает ощущение темной площадки. Это не удивительно, поскольку комбинация павильона и площадки в этом случае действует как уголковый отражатель, и голова наблюдателя заслоняет как раз те лучи, которые могли бы возвратиться в его глаз. Второй вариант огранки характерен плоским павильоном (37° и меньше), из-за чего рундист (который часто виден как покрытый инеем) наблюдается сквозь площадку в виде светлого кольца.
В общих словах, чем больше бликов дает бриллиант и чем меньше их средний размер, тем более равномерно они распределены по поверхности камня. Если бы надо было детально смоделировать эту ситуацию на компьютере, понадобилось бы 3 часа машинного счета исключительно на рэй-трэйсинг. Только после этого стал бы возможен какой бы то ни было анализ данных.
Усовершенствование метода Рёша
Представим, что бриллиант окружен гипотетической сферой, центр которой лежит на его площадке. Необходимо протрассировать падающие на камень лучи с различными азимутальными и меридиональными углами (псевдо-диффузное освещение), учитывая их френелевские компоненты при каждом «обычном» (с частичным прохождением) и полном внутреннем отражении. Для этого необходимо знать, как интенсивность, так и направление лучей.
Таким образом рассчитываются положения на гипотетической сфере всех лучей, выходящих из камня. Поскольку интенсивности этих лучей известны, можно построить распределение интенсивности света по поверхности сферы для данного ее радиуса и данного показателя преломления. Трассируя лучи при разных показателях преломления, можно моделировать распространение разноцветных лучей.
Одна важная информация при этом, к сожалению, теряется — это координаты точки на поверхности камня, из которой вышел данный луч. Поэтому, пользуясь данным подходом, невозможно непосредственно учесть эффекты видимого рундиста и затемненной площадки.
Для хорошего бриллианта результирующее распределение световых пятен представляет собой случайное облако по всей передней полусфере. Мерой оптической добротности камня может служить некоторая характеристика этой хаотичности.
Возврат света определяется довольно очевидно: это отношение суммарной мощности света, рассеянного камнем вперед (в направлении наблюдателя) к полной мощности падающего света.
Но остается вопрос — как измерить блеск и игру бриллианта?
Двое из вышеупомянутых исследователей для этого проанализировали распределение световых бликов по поверхности гипотетической сферы. Эльбе использовал неподвижный фотометр, с помощью которого измерял искомое распределение, вращая камень. За меру оптической добротности бриллианта он принимал полное число отдельных пятен внутри просканированной области. Штерн моделировал «отпечаток камня» по методу Бара-Айзэкса (‘gemprint’ of Bar-Isaacs), что очень похоже на методику Рёша и Эльбе, только в качестве источника освещения камня используется лазер.
При этом линза строит изображение картины дифракции лазерного пучка в дальнем поле. Критерий Штерна состоит в том, что картина дифракции должна представлять собой равномерное распределение световых пятен. Но поскольку используется лазерное освещение бриллианта, невозможно измерить хроматические эффекты.
Критерий Эльбе, основанный на подсчете количества пятен, также лишь частично удовлетворяет требованиям, предъявляемым к мере количественной оценки качества бриллианта с сертификатом GIA, поскольку тоже никак не учитывает хроматические вариации. Однако то, что Эльбе свел анализ двумерного распределения интенсивности к сканированию этого распределения вдоль некоторой окружности плюс возможность такого сканирования на разных длинах волн дает методику измерений, результаты которых могут быть эффективно проанализированы.
всего просмотров 639 , сегодня 1
