本文解釋了如何將用于文件光源的二進制文件轉換為 ASCII 文本文件。文本輸出文件對于研究其中的光線數據很有用。一旦生成，文本輸出文件也可以用于文件光源當中。但是，建議盡可能使用二進制文件作為文件光源輸入，因為使用文本文件來表示光線數據時，光線追跡速度會慢上很多。

作者 Sanjay Gangadhara

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簡介

文件光源物體可在非序列模式中用于直接指定一組光源光線的坐標、余弦、強度和波長。LED 和其他復雜的光源使用文件光源物體建模時最為精準。

OpticStudio支持兩種格式的文件光源物體：二進制文件和ASCII文件。二進制文件允許在較小文件中儲存大量的光線數據集，而ASCII文件允許用戶檢查文件的內容。將文件從二進制轉換為ASCII只需一段簡單的C代碼。此代碼對于理解OpticStudio中文件光源使用的二進制文件以及光束數據庫文件 (ZRD) 非常有用。

將二進制文件轉換為ASCII的源代碼

將二進制文件光源轉換為ASCII文本文件的應用程序 (SourceFileRead.exe) 可以在本文附件部分下載。該文件夾中還有用于生成應用程序的源代碼 (SourceFileRead.c)。

代碼相當簡單，首先它定義了用于存儲光線數據的二進制文件的結構：

/* Define the data structure for the file header information */
typedef struct
{
int Identifier;         // Will be set to 8675309 or 1010 for 
//  quick check of proper format
int NbrRays;            // The number of rays in the file
char Description[100];  // A text description of the source
float SourceFlux;       // The total flux in watts of this 
//  source
float RaySetFlux;       // The flux in watts represented by
//  this Ray Set
float Wavelength;       // The wavelength in μm, 0 if
//  a composite
float AzimuthBeg, AzimuthEnd;  // Angular range for ray set
// (Degrees)
float PolarBeg, PolarEnd;      // Angular range for ray set
// (Degrees)
long DimensionUnits;    // METERS=0, INCHES=1, CM=2, FEET=3,
//  MM=4
float LocX, LocY,LocZ;  // Coordinate Translation of the source
float RotX,RotY,RotZ;   // Source rotation (Radians)
float ScaleX, ScaleY, ScaleZ;  // Scale factor to expand/
//  contract source
float unused1, unused2, unused3, unused4;
int reserved1, reserved2, reserved3, reserved4;
} NSC_RAY_DATA_HEADER;

 

/* Define the data structure for the ray information */
typedef struct
{
float x, y, z;
float l, m, n;
float intensity;
} FLUX_ONLY;
typedef struct
{
float x, y, z;
 float l, m, n;
float flux, wavelength;
} SPECTRAL_COLOR;

注意，包含每根光線波長信息的文件（即光譜數據格式或 .SDF文件）和不包含波長信息的文件（即 .DAT文件）會使用不同的數據結構。

接下來對代碼進行主調用，并定義變量來存儲光線數據：

int main(void)
{
char filein[MAX_PATH_LENGTH];
char fileout[MAX_PATH_LENGTH];
char disp[MAX_PATH_LENGTH];
int i, file_ident, file_rays, file_format, file_type;
long file_dim;
float xr, yr, zr, lr, mr, nr, intr, wavr;
FILE *in, *out;
NSC_RAY_DATA_HEADER nscrdh;
FLUX_ONLY nscrdf;
SPECTRAL_COLOR nscrdc;

用戶接下來需要輸入二進制輸入文件和ASCII的輸出文件的名稱：

/* Determine the file names to be read from and written to */
printf("Enter the name of the binary file to be converted (include full path): ");
gets(filein);
printf("Enter the name for the ASCII text file (include full path): ");
gets(fileout);

然后，打開輸入和輸出文件，以便分別對它們進行讀取和寫入（如果找不到輸入文件，程序將自動終止，并在ASCII輸出文件中報錯）。將二進制文件中的標題數據導入本地變量中，以驗證輸入文件的格式正確：

/* Read necessary header data into local variables &
confirm file format */
fread(&nscrdh,1,sizeof(NSC_RAY_DATA_HEADER),in);
file_ident = nscrdh.Identifier;
file_rays = nscrdh.NbrRays;
file_dim = nscrdh.DimensionUnits;
file_format = nscrdh.ray_format_type;
file_type = nscrdh.flux_type;
if ((file_ident == 1010) || (file_ident == 8675309))
{
sprintf(disp, "Valid file identifier \n");
fputs(disp, out);
}
else
{
sprintf(disp, "Incorrect file identifier");
fputs(disp, out);
goto fast_exit;
}
if ((file_format == 0) || (file_format == 2))
{
if (file_format == 0)
{
if ((file_type == 0) || (file_type == 1))
{
goto data_write;
}
else
{
sprintf(disp, "Incorrect flux type identifier");
fputs(disp, out);
goto fast_exit;
}
}
else
{
if (file_type != 0)
{
sprintf(disp, "Incorrect flux type identifier");
fputs(disp, out);
goto, fast_exit;
}
}
}
else
{
sprintf(disp, "Incorrect file format identifier");
fputs(disp, out);
fputs("\n", out);
sprintf(disp, "File format identifier = %i", file_format);
fputs(disp, out);
goto fast_exit;
}

最后，將標題數據寫入輸出文件，并結合輸入文件中每條光線的坐標、余弦、強度和波長數據（可選）：

/* Write header, ray information into output file */
sprintf(disp, "%i %i \n", file_rays, file_dim, file_format, file_type);
fputs(disp, out);
if (file_format == 0)
{
for (i=0; i <= file_rays - 1; i++)
  {
fread(&nscrdf,1,sizeof(FLUX_ONLY),in);
xr = nscrdf.x;
yr = nscrdf.y;
zr = nscrdf.z;
lr = nscrdf.l;
mr = nscrdf.m;
nr = nscrdf.n;
intr = nscrdf.flux;
sprintf(disp, "%f %f %f %f %f %f %f \n",
xr, yr, zr, lr, mr, nr, intr);
fputs(disp, out);
}
}
else
{
for (i=0; i <= file_rays - 1; i++)
{
fread(&nscrdc,1,sizeof(SPECTRAL_COLOR),in);
xr = nscrdc.x;
yr = nscrdc.y;
zr = nscrdc.z;
lr = nscrdc.l;
mr = nscrdc.m;
nr = nscrdc.n;
intr = nscrdc.flux;
wavr = nscrdc.wavelength;
sprintf(disp, "%f %f %f %f %f %f %f %f \n",
xr, yr, zr, lr, mr, nr, intr, wavr);
fputs(disp, out);
}
}

輸出文本文件的格式與文件光源的ASCII文件格式匹配，如OpticStudio幫助文件“NSC光源”章節所述。

將二進制文件轉換為ASCII的應用程序

應用程序可以通過雙擊圖標啟動。打開程序后會出現一個窗口，提示用戶輸入二進制文件 (.DAT) 的文件名：

如提示符中所示，文件名需要包含完整路徑。一旦提供了輸入文件，用戶將被提示鍵入ASCII輸出文件 (.txt) 的文件名：

同樣，輸出文件名也需要包含完整的路徑。一旦輸入了對應文件名，程序就會開始生成輸出文件。程序運行需要一些時間，具體取決于原始輸入文件的大小。如前一節所示，輸出文本文件的格式與文件光源的 ASCII 文件格式相匹配，詳見OpticStudio幫助文件中名為“NSC 光源”的章節。因此，這個輸出文件也可以與文件光源物體一起使用（文件數據標題信息需要修改，比如二進制文件的名稱會包含在生成的 ASCII 文本文件的數據標題中，但是如果這個文本文件要用于OpticStudio內，就必須刪除所包含的文件名）。我們建議光線追跡時盡可能使用二進制文件，因為使用文本文件時系統運行的速度可能會較慢。

 

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