本帖最后由 phoenixzqy 于 2014-7-25 16:31 编辑

照明光学软件学习
关于软件的学习，每个人都有不同的体会和方法。在这里只说一下我对几个常用照明光学设计软件学习的认识。不当之处，请大家指正。随着电脑技术的发展，原来纯手工的光路追迹计算，逐渐由电脑来完成了，大大提升了光学设计的速度。现在的常用商业光学设计软件，尤其是成像光学设计软件，比如Zemax，CodeV，Oslo等，优化功能已十分强大，照明光学设计软件的优化、建模功能也在不断加强，Tracepro、Lighttools新的版本，均包含了优化功能，而根据要求自动建模最为准确、便捷的，应该是Lucidshape，尤其是在车灯设计方面。那，随着软件功能的不断加强，是不是说，光学设计依靠软件就可以了呢？以前我发帖子讨论过这个问题，尤其是照明光学设计软件方面，功能还不强大。即使是比较强大的成像光学设计软件，也无法完成纸面设计。（成像光学设计的优化，必须先根据已知的初始结构，求接触结构参数对各像差值或评价函数值造成影响的一阶导数，再微调各参数值，最终将像差或评价函数讲到最低。多元函数有很多极值点，而优化算法是一步步微调的，很容易陷入到局部最小值里无法跳出。这是优化就进入了歧路，无法得到最优结构。）照明光学设计，也不能完全依靠软件来完成。基础知识的学习，都是很有必要的。想做好照明光学设计，光度学的学习是必不可少的。没有光度学的知识，看不懂客户提出的设计要求、也无法从和照明软件提供的光线追迹结果里获得有效信息。另外，照明光学设计软件的思维方式，应该是介于光学设计专业人员和机械设计专业人员之间的（而ASAP基本按照光学设计思维，界面很不友好），因为照明既需要考虑光学原理，又需要考虑建模方面的操作方便。这样，才有利于设计人员方便操作、掌握。对于一些曲线曲面的表达，在照明光学软件里，有其特有的表示方法。在这里，我举几个常用软件，几个比较简单的例子，大概说一下。1、Tracepro和Lighttools比较类似，以Tracepro为例。拿Tracepro的几个反射罩面型来说，均是采用和光学性质相关的数值来表示、建模的：焦距、高度、孔径。抛物面设置一个焦点，双曲面、椭球面需要设置两个焦点。而复合抛物面的设置，更要考虑到其光学方面性质、特点。Tracepro里提供了两个数值来确定椭球面，前焦点和后焦点，数值应当填写为：a-f和a+f，而不是两个焦距之间的距离2f。而在成像光学设计软件里，为了数据计算的方便、快捷，这三类些曲线曲面，还包括球面，由一个表达式，就完全概括进去了。在照明软件里这么操作，就很不直观，很不方便了。2、Lucidshape软件，在做车灯反射罩的时候，归纳起来，提供了计算曲面的三种条件的设置对话框：最大边界光线，最小边界光线，中心边界光线。这个在《Lucidshape算法初探》有提及。使用Lucidshape设计车灯反射罩，这个问题首先要搞清楚，到底是怎么回事。以上三种情况，简单来说，就是改变光源与反射罩基面焦点的相对位置。3、Asap软件可能更适合光学专业的人员使用，非光学专业的，尤其是没接触过编程的人，用它简直是一头雾水，仅靠突击学习、看别人演示，学会还是有可能的，学精几乎不可能。而光学专业的人员，长期使用的话，汇聚的比较有意思。Asap软件的思维，完全是建立在光学专业方面需求之上的。光学方面，光线的追迹，考虑的是不同介质交界面处的曲面边界如何，而不需要考虑其实不是实体模型，这和机械软件里强调的实体模型差距很大。很多光学系统环境参数，都需要用户预设，对软件使用者的光学基础要求很高。对于这种软件，光学知识的学习，相当必要！即使比较简单容易上手的Tracepro，很多操作，均需要掌握一些基础的光学原理，这样，再去操作软件，应该可以达到事半功倍的效果。在脱离光学基础知识的情况下，机械的模仿和操作，很难真正意义上掌握光学软件。软件的熟练掌握，还要勤加练习。长时间不使用软件，很容易发生的事情就是：知道该操作哪一步了，却找不到对应的操作按键在哪里。这些在勤加练习之后，应该都不是问题。