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[原創(chuàng)]照明光學軟件學習體會（tracepro、lighttools、lucidshape、asap） [復制鏈接]

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只看樓主倒序閱讀樓主發(fā)表于: 2013-10-17

照明光學軟件學習體會

關(guān)于軟件的學習，每個人都有不同的體會和方法。在這里只說一下我對幾個常用照明光學設(shè)計軟件學習的認識。不當之處，請大家指正。
隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，原來純手工的光路追跡計算，逐漸由計算機來完成了，大大提升了光學設(shè)計的速度。現(xiàn)在的常用商業(yè)光學設(shè)計軟件，尤其是成像光學設(shè)計軟件，比如Zemax，CodeV，Oslo等，優(yōu)化功能已十分強大，照明光學設(shè)計軟件的優(yōu)化、建模功能也在不斷加強，Tracepro、Lighttools新的版本，均包含了優(yōu)化功能，而根據(jù)要求自動建模最為準確、便捷的，應該是Lucidshape，尤其是在車燈設(shè)計方面。
那，隨著軟件功能的不斷加強，是不是說，光學設(shè)計依靠軟件就可以了呢？以前我發(fā)帖子討論過這個問題，尤其是照明光學設(shè)計軟件方面，功能還不強大。即使是比較強大的成像光學設(shè)計軟件，也無法完成紙面設(shè)計。
（成像光學設(shè)計的優(yōu)化，必須先根據(jù)已知的初始結(jié)構(gòu)，求接觸結(jié)構(gòu)參數(shù)對各像差值或評價函數(shù)值造成影響的一階導數(shù)，再微調(diào)各參數(shù)值，最終將像差或評價函數(shù)講到最低。多元函數(shù)有很多極值點，而優(yōu)化算法是一步步微調(diào)的，很容易陷入到局部最小值里無法跳出。這是優(yōu)化就進入了歧路，無法得到最優(yōu)結(jié)構(gòu)。）
照明光學設(shè)計，也不能完全依靠軟件來完成。基礎(chǔ)知識的學習，都是很有必要的。想做好照明光學設(shè)計，光度學的學習是必不可少的。沒有光度學的知識，看不懂客戶提出的設(shè)計要求、也無法從和照明軟件提供的光線追跡結(jié)果里獲得有效信息。另外，照明光學設(shè)計軟件的思維方式，應該是介于光學設(shè)計專業(yè)人員和機械設(shè)計專業(yè)人員之間的（而ASAP基本按照光學設(shè)計思維，界面很不友好），因為照明既需要考慮光學原理，又需要考慮建模方面的操作方便。這樣，才有利于設(shè)計人員方便操作、掌握。對于一些曲線曲面的表達，在照明光學軟件里，有其特有的表示方法。
在這里，我舉幾個常用軟件，幾個比較簡單的例子，大概說一下。
1、Tracepro和Lighttools比較類似，以Tracepro為例。拿Tracepro的幾個反射罩面型來說，均是采用和光學性質(zhì)相關(guān)的數(shù)值來表示、建模的：焦距、高度、孔徑。拋物面設(shè)置一個焦點，雙曲面、橢球面需要設(shè)置兩個焦點。而復合拋物面的設(shè)置，更要考慮到其光學方面性質(zhì)、特點。
Tracepro里提供了兩個數(shù)值來確定橢球面，前焦點和后焦點，數(shù)值應當填寫為：a-f和a+f，而不是兩個焦距之間的距離2f。
而在成像光學設(shè)計軟件里，為了數(shù)據(jù)計算的方便、快捷，這三類些曲線曲面，還包括球面，由一個表達式，就完全概括進去了。在照明軟件里這么操作，就很不直觀，很不方便了。
2、Lucidshape軟件，在做車燈反射罩的時候，歸納起來，提供了計算曲面的三種條件的設(shè)置對話框：最大邊界光線，最小邊界光線，中心邊界光線。這個在《Lucidshape算法初探》有提及。
使用Lucidshape設(shè)計車燈反射罩，這個問題首先要搞清楚，到底是怎么回事。以上三種情況，簡單來說，就是改變光源與反射罩基面焦點的相對位置。
3、Asap軟件可能更適合光學專業(yè)的人員使用，非光學專業(yè)的，尤其是沒接觸過編程的人，用它簡直是一頭霧水，僅靠突擊學習、看別人演示，學會還是有可能的，學精幾乎不可能。而光學專業(yè)的人員，長期使用的話，匯聚的比較有意思。Asap軟件的思維，完全是建立在光學專業(yè)方面需求之上的。光學方面，光線的追跡，考慮的是不同介質(zhì)交界面處的曲面邊界如何，而不需要考慮其實不是實體模型，這和機械軟件里強調(diào)的實體模型差距很大。很多光學系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)，都需要用戶預設(shè)，對軟件使用者的光學基礎(chǔ)要求很高。對于這種軟件，光學知識的學習，相當必要！


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