在 1950 年代初期,恩斯特·斯特勞斯提出了以下問題
1. 每個區域是否都能從區域內的每個點被照亮?
2. 每個區域是否都能從區域內的至少一個點被照亮?
這裡,可照亮意味著從每個點到每個其他點都存在一條透過重複反射的路徑。
在 1958 年,年輕的羅傑·彭羅斯利用橢圓的性質描述了一個具有彎曲牆壁的房間,無論蠟燭的位置如何,該房間始終存在黑暗(未被照亮)區域。彭羅斯的房間如上圖所示,由頂部和底部的兩個半橢圓以及左右兩側的兩個蘑菇狀突起(它們又由直線段和較小的半橢圓構成)組成。橢圓和蘑菇策略性地放置如圖所示,紅色點是半橢圓的焦點。基本上有三種可能的照明配置。在此圖中,白色指示照明區域,灰色指示未照明區域,黑色十字線指示光源的位置。可以看出,整個房間(藍色邊框內的空間)永遠無法完全照明。
託卡斯基(1995 年)表明,平面和三維空間中存在不可照亮的多邊形房間,但問題 (2) 在多邊形房間的情況下仍然是開放的。
託卡斯基(1995 年;左圖)構建了一個 26 邊多邊形的反例來反駁 (1) 在平面上的情況,後來改進為 24 邊房間(卡斯特羅 1997 年;右圖)。應該注意的是,託卡斯基房間是一個臨界情況,因為實際上,當點光源放置在給定位置時,仍然存在有限數量的黑暗點未被照亮。因此,對於擴充套件的光源,這個房間實際上是可照亮的。
光照問題與檯球密切相關。光從鏡子表面反射與檯球從檯球桌邊墊反射完全類似,因為反射定律——即入射角等於反射角——在兩種情況下都同樣適用。
在電視劇《數字追兇》第 4 季開篇劇集“信任度量”(2007 年)中,數學天才查理·艾普斯使用光照問題和託卡斯基的 26 邊房間作為尋找逃犯卡特的動機。