Algoritmo Integrado de Óptica do Olho Humano v1.0
Nesta construção estão integrados diversos algoritmos de análise óptica, adaptados para o estudo do olho humano. Graças às células fotossensitivas da retina, a luz vinda de outros objetos é processada e mapeada pelo cérebro, projetando o espaço tridimensional no que se percebe como a visão. Para que isso ocorra de forma ideal, a luz de um ponto deve se focalizar em um único ponto da retina, do contrário várias células serão ativadas e a posição do objeto será incerta, gerando um borrão. O olho é dotado de duas lentes, a córnea e o cristalino, que usam do fenômeno da refração para desviar a luz de forma que ela se concentre da melhor forma possível na retina.
A córnea é uma lente geralmente elipsoidal e relativamente fina, responsável pela maior parte do poder refrativo. O cristalino ajusta a focalização para diferentes distâncias através do processo de acomodação e sua estrutura interna não é homogênea, fazendo com que o índice de refração varie (estrutura GRIN).
Esta construção faz parte de um conjunto de simulações da óptica do olho humano desenvolvidas em 2022 como parte de um trabalho de conclusão de curso para o curso de Física na Universidade Federal do Paraná.
As superfícies anterior e posterior da córnea podem ser substituídas por lentes segmentadas, que representam dados experimentais sem uma interpolação suave.
Entre os diversos modelos do cristalino que podem ser encontrados na literatura, o que foi escolhido para esta simulação leva em conta o grau de acomodação e a idade, e foi implementado a partir do artigo de Rafael Navarro e colaboradores Adaptive model of the gradient index of the human lens, de 2007. Para que a refração variável pudesse ser computada, se utilizou um algoritmo que divide a trajetória da luz em centenas de passos de velocidade constante. É possível desabilitar essa função e ver como os raios são refratados considerando um cristalino homogêneo.
Todos os parâmetros do sistema óptico, incluindo a retina e a esclera do globo ocular, podem ser ajustados livremente. Recomenda-se cautela ao alterar valores como os vértices.
Também é possível ver o gráfico das aberrações esféricas, que comparam a focalização vista com a ideal (a medida só funciona para raios paralelos ao eixo óptico). O botão Iniciar Varredura faz com que os raios variem suas alturas iniciais enquanto a imagem de todos os raios permanece na janela de visualização, permitindo a visualização das curvas com poucos raios ativos na simulação.
Caso o usuário deseje aumentar a quantidade de raios e/ou de passos, existe um botão que recalcula as variáveis do algoritmo GRIN. Por redefinir diversas estruturas da simulação, é uma operação pesada e não recomendada para o navegador.