<p>Ambient Occlusion är en teknik för ambient ljussättning i digitala tredimensionella scener. Sådana scener ljussätts vanligtvis med en konstant mängd ambient ljus på samtliga ytor oberoende av ytornas vinkel och position gentemot olika ljuskällor i scenen. Detta ger ett platt och kalt intryck och utan vidare ljussättningstekniker är det ytterst svårt att urskönja detaljer i scenen. Ambient Occlusion åthjälper detta genom att reducera mängden ambient ljus i vissa delar av scenen. Ambient ljus är en enkel approximation av det reflekterade diffusa ljuset som antas nå nästan överallt i scenen. Genom att sänka det ambienta ljuset på punkter i scenen med tät eller täckande geometri så ger Ambient Occlusion ett intryck av att det sekundära diffusa ljuset ej når dessa platser. Pappret undersöker en äldre variant av Ambient Occlusion där mängden ambient ljus beräknas statiskt för en scen och sparas i texturer. Vidare undersöks nyare metoder där mängden ambient ljus beräknas dynamiskt på den renderade scenen i Pixel Shaders. Det senare tillvägagångssättet kallas Image Based Ambient Occlusion eller Screen Space Ambient Occlusion. Detta nya tillvägagångssätt jämförs mot den traditionella angreppsvinkeln med förberäknade texturer. Teknikerna utvärderas och jämförs mot varandra i avseende på tids- och minneskomplexitet, enkelhet och visuellt resultat utöver specifika egenskaper för de enskilda teknikerna. Arbetets resultat beskrivs i slutet av rapporten. I resultatet presenteras hur shaderteknikerna pga sina brister inte är applicerbara i alla scener.</p>

Ambient Occlusion är en teknik för ambient ljussättning i digitala tredimensionella scener. Sådana scener ljussätts vanligtvis med en konstant mängd ambient ljus på samtliga ytor oberoende av ytornas vinkel och position gentemot olika ljuskällor i scenen. Detta ger ett platt och kalt intryck och utan vidare ljussättningstekniker är det ytterst svårt att urskönja detaljer i scenen. Ambient Occlusion åthjälper detta genom att reducera mängden ambient ljus i vissa delar av scenen. Ambient ljus är en enkel approximation av det reflekterade diffusa ljuset som antas nå nästan överallt i scenen. Genom att sänka det ambienta ljuset på punkter i scenen med tät eller täckande geometri så ger Ambient Occlusion ett intryck av att det sekundära diffusa ljuset ej når dessa platser. Pappret undersöker en äldre variant av Ambient Occlusion där mängden ambient ljus beräknas statiskt för en scen och sparas i texturer. Vidare undersöks nyare metoder där mängden ambient ljus beräknas dynamiskt på den renderade scenen i Pixel Shaders. Det senare tillvägagångssättet kallas Image Based Ambient Occlusion eller Screen Space Ambient Occlusion. Detta nya tillvägagångssätt jämförs mot den traditionella angreppsvinkeln med förberäknade texturer. Teknikerna utvärderas och jämförs mot varandra i avseende på tids- och minneskomplexitet, enkelhet och visuellt resultat utöver specifika egenskaper för de enskilda teknikerna. Arbetets resultat beskrivs i slutet av rapporten. I resultatet presenteras hur shaderteknikerna pga sina brister inte är applicerbara i alla scener.

<div>Increasing flexibility of light manipulation is vital for various domains including both biomedical and military applications, where a lack of photon control could become critical. The efforts conducted and projected within this proposal are focused on three major areas: semi-continuous planar thin film photomodification for infrared (IR) filtering, nanosphere core-shell structures for obscurance, and all-dielectric sub-wavelength focal lenses for advanced IR sensing.Through a collaborative effort with the Army Research Office, we advanced the tunability of planar plasmonic filters with cutoff wavelengths in the 10–16μm range with photomodification using a 10.6μm CO2laser. Surface-enhanced molecular absorption in concert with three-dimensional (3D) Au nano-structures with inherent broad absorption in the IR band was a novel approach utilized to create such planar filters.Expanding on these, efforts and the results of the 2-dimensional (2D) semicontinuous Au plasmonic planar filtering, we further advanced our research with 3D Au nano-coreshell structures to enable levitated long-wavelength pass filter obscurants. We exploited the radiative effects of Au nano-structures that mimic conventional apertures or antennas, though these structures are on the nanometer scale and demonstrated the filtering characteristics through flow cell.In parallel with our plasmonic filtering we designed, manufactured and tested low loss dielectric microlenses for IR radiation based on a dielectric metasurface layer by patterning a SI substrate and etching to sub-micron depths. For a proof-of-concept lens demonstration,we chose a fine patterned array of nano-pillars with variable diameters.Merging our plasmonic filtering and dielectric microlens efforts, we created a holographic lenslet by designing and simulating a low loss focusing metasurface lens with engineered nano-scaled features to converge off-axis IR radiation. An array of nano-pillars with varied diameter and fixed height and periodicity was chosen for ease of fabrication with single layer etching</div>