ZEMAX | ZOS-API、ZPL 和 DLL 之間的區別

宇熠科技

2021年11月3日 17:31

本文對 ZOS-API、ZPL 和DLL 進行了比較。我們將會對與 OpticStudio 的互聯、代碼執行、語句和數據存取與處理這些方面進行解釋說明。

概述

在 OpticStudio 中，用戶可以通過編程 (Programming) 選項卡訪問 OpticStudio 的編程功能，如 Zemax編程語言( ZPL )、應用程序編程接口 ( ZOS-API )和動態鏈接庫 ( DLL )。每種編程方法都有其獨特的特點。本文描述了這三種編程功能的特點和區別。

ZOS-API 和 ZPL之間的區別

ZOS-API 和 ZPL 在許多方面都有所不同，包括它們的語句、應用程序和運行環境。以下部分將提供這兩種編程方法的概述，并詳細描述這些差異。

什么是 ZOS-API?

ZEMAX | ZOS-API、ZPL 和 DLL 之間的區別的圖5

ZOS-API 是一個應用程序接口，它是為使 OpticStudio 能夠支持與其它應用程序的連接和自定義而開發的。雖然 ZOS-API 依賴于 COM 接口，但它來源于.NET庫，因此可以使用任何能夠訪問API庫的編程語言(如C++、C#、Python、MATLAB) 進行 API 編程。ZOS-AP I允許應用程序與 OpticStudio 中打開的實例直接交互，或者將 OpticStudio 作為背景程序運行。

什么是 ZPL?

ZEMAX | ZOS-API、ZPL 和 DLL 之間的區別的圖6

Zemax 編程語言( ZPL )是一種宏語言，它允許用戶在 OpticStudio 中直接編寫自己的程序。ZPL 可以：

自動地重復鍵盤和鼠標操作
基于 OpticStudio 數據執行計算
以特定格式導出數據
生成數據的圖表和文本清單

不同之處

以下為 ZOS-API 與 ZPL 之間最基本的差別。

接口

ZPL 宏是一個文本文件。可以在 OpticStudio 內的 ZPL 編輯器中創建和編輯ZPL 宏。ZPL 宏很容易學習，不需要任何編程經驗，并且在其中提供了能夠執行一系列命令的強大工具。下面的截圖顯示了 ZPL 編輯器中的 ZPL 宏。

ZEMAX | ZOS-API、ZPL 和 DLL 之間的區別的圖7

ZOS-API 應用程序是用可以訪問 API 庫的編程語言編寫的。ZOS-API 支持四種編程語言：MATLAB、Python、C++ 和 C#。下方截圖顯示了用于連接至 ZOS-API的 Matlab 代碼。

ZEMAX | ZOS-API、ZPL 和 DLL 之間的區別的圖8

代碼執行

ZPL 宏在 OpticStudio 圖形用戶界面 ( GUI )中運行。要執行或編輯 ZPL 宏，請單擊：編程 ( Programming )> ZPL 宏 ( ZPL Macros )> 編輯 / 執行 (Edit/Run)。

ZEMAX | ZOS-API、ZPL 和 DLL 之間的區別的圖9

ZOS-API 應用程序的執行取決于使用的模式：

獨立應用程序(A Standalone Application) 模式是一個外部可執行文件(.exe)，它將啟動一個全新的 OpticStudio 實例作為背景程序。在這種模式下，OpticStudio 作為服務器運行，沒有用戶界面。必須小心確保運行實例數量沒有達到 OpticStudio 許可運行的最大數量。
自定義擴展(User Extension)或自定義分析( User Analysis) 模式是從OpticStudio 內置的GUI中啟動的，可構建類似于擴展程序的應用程序。它們可以通過編程(Programming)> ZOS-API.NET接口( ZOS-API.NET Applications)> 自定義分析/擴展 (User Analyses/Extensions)來訪問的。
交互擴展 (Interactive Extension )從編程(Programming)>ZOS-API.NET 接口(ZOS-API.NET Applications)>交互擴展(Interactive Extension)打開。它可以將外部的 ZOS-API 應用程序連接到 OpticStudio的現有實例。

語法

ZPL 是一種可編譯的“宏”或“腳本”語言，類似于帶有光線追跡函數BASIC編程語言。

所有 ZOS-API 程序和擴展都是用 C#、C++、MATLAB 或 Python 等外部編程語言編寫的。

數據存取和處理

ZPL 宏由存儲在文本文件中的一系列命令組成。這些命令可以給變量（數值或字符串）賦值、使用關鍵字調用函數或進行注釋。在 ZPL 中，所有數據存取和處理都基于已定義的命令。ZPL 作為解譯型代碼，在運行復雜計算時，它可能比完全編譯的代碼慢。

在 ZOS-API 中，數據存取和數據處理更加靈活和強大。ZOS-API 可以利用其它高級編程語言（如 MATLAB）的數值分析和矩陣計算能力。

互用性

ZPL 不能通過 ZOS-API 調用，反之亦然。

對比表格

	ZOS-API	ZPL
接口	取決于所選的編程語言	OpticStudio內置
代碼執行	非常靈活（可以是可執行文件，可以從編程語言運行，也可以嵌入到OpticStudio中）	OpticStudio內置
語法	取決于所選的編程語言	非常基礎；易于學習
數據存取和處理	靈活而強大的數據存取和處理可以利用其他編程語言的數值分析和矩陣計算能力（如使用MATLAB的ZOS-API）	解譯型語言進行復雜計算時，比完全編譯的代碼更慢

ZOS-API 和 DLL 的區別

什么是 DLL?

動態鏈接庫 ( Dynamic Link Library,DLL) 是一個共享庫。它是一個 Windows 程序，但不能像 EXE 程序那樣直接運行。它可以被另一個程序調用，即我們的OpticStudio。DLL 根據需要調用，并在完成時關閉。只在需要時使用DLL，使得內存管理方面更高效。在 OpticStudio 中，發送到 DLL 的數據是指定且有一定限制的。存在不同類型的 DLL，如用戶自定義表面、用戶自定義散射配置文件等。對于每種類型的 DLL，可以在文件夾 {Zemax } / DLL下的示例 DLL 源代碼中找到數據結構。

不同之處

ZOS-API 和 DLL 之間最根本的區別是客戶端-服務器角色是相反的。

ZOS-API 腳本是一個客戶端，它調用 OpticStudio 作為服務器來執行任務。ZOS-API 腳本可以訪問 OpticStudio 接口，并且 OpticStudio 內幾乎所有方面的功能都可以通過 ZOS-API 腳本訪問和運行。API 腳本還包含其他功能，比如批量處理光線追跡 (Batch Ray Trace)等。
DLL 充當服務器。OpticStudio 客戶端將指定數據發送給 DLL 或從 DLL 獲取指定數據，并最終將這些數據返回至 OpticStudio 中。因此，OpticStudio 僅負責數據交換，由此限制了 DLL 的操作范圍。

ZEMAX | ZOS-API、ZPL 和 DLL 之間的區別的圖12