Publication

A Physically Plausible Model for Rendering Highly Scattering Fluorescent Participating Media

2017
Working Papers

Résumé

We present a novel extension of the path tracing algorithm that is capable of treating highly scattering participating media in the presence of fluorescent structures. The extension is based on the formulation of the full radiative transfer equation when solved on a per-wavelength-basis, resulting in accurate model and unbiased algorithm for rendering highly scattering fluorescent participating media. The model accounts for the intrinsic properties of fluorescent dyes including their absorption and emission spectra, molar absorptivity and quantum yield and also their concentration. Our algorithm is applied to render highly scattering isotropic fluorescent solutions under different illumination conditions. The spectral performance of the model is validated against emission spectra of different fluorescent dyes that are of significance in spectroscopy. 18 pages, 7 figures, conference

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/978fee78-b24d-407f-a7e6-68350221c672

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Concepts associés (32)

Sonde fluorescente

vignette|Utilisation de sondes fluorescentes pour être capable de visualiser des structures qui sont, en temps normal, invisibles de par leur taille. Cellules endothéliales vues au microscope. En bleu, noyaux marqués au DAPI. En vert, microtubules marqués par un anticorps couplé à un fluorochrome. En rouge, actine marquée à la phalloïdine. Une sonde fluorescente est une molécule fluorescente que l'on ajoute à un milieu (cellule ou monocouche, par exemple) pour mettre en évidence certaines zones et/ou pour étudier les propriétés physiques d'un milieu.

Fluorochrome

Un fluorochrome ou fluorophore est une substance chimique capable d'émettre de la lumière de fluorescence après excitation. Ce sont des substances composées de plusieurs noyaux aromatiques conjugués ou encore des molécules planes et cycliques qui possèdent une ou plusieurs liaisons π. L'utilisation de fluorochromes en biologie moléculaire est un peu plus récente que celle d'isotopes radioactifs. Elle a l'avantage de donner des résultats très rapidement, voire immédiatement, en s'affranchissant des longs temps d'exposition requis pour la technique par radioactivité.

Fluorescence

La fluorescence est une émission lumineuse provoquée par l'excitation des électrons d'une molécule (ou atome), généralement par absorption d'un photon immédiatement suivie d'une émission spontanée. Fluorescence et phosphorescence sont deux formes différentes de luminescence qui diffèrent notamment par la durée de l'émission après excitation : la fluorescence cesse très rapidement tandis que la phosphorescence perdure plus longtemps. La fluorescence peut entre autres servir à caractériser un matériau.

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