ZEMAX軟件技術(shù)應(yīng)用教程專(zhuān)題繪圖分辨率結(jié)果對(duì)光線追跡的影響

大多數(shù)時(shí)候,非序列系統(tǒng)中原生本機(jī)物體的默認(rèn)繪圖分辨率足以提供光線和物體在光線追跡期間交點(diǎn)位置的 “初步預(yù)測(cè)”。然而在某些情況下,光線會(huì)錯(cuò)過(guò)它原本要擊中的物體。這個(gè)罕見(jiàn)的現(xiàn)象通常只出現(xiàn)在光線入射劇烈彎曲物體時(shí),此時(shí)而增加繪圖分辨率能在這種情況下確保光線擊中物體。

作者 Alessandra Croce

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簡(jiǎn)介

在OpticStudio的非序列模式中,繪圖分辨率設(shè)置用于在每個(gè)物體周?chē)梢粋€(gè) “邊界區(qū)域”。如果光線不穿過(guò)邊界,則程序假定光線不會(huì)擊中物體。在某些情況下,這意味著當(dāng)分辨率設(shè)置得太低時(shí),光線可能會(huì)錯(cuò)過(guò)它應(yīng)該擊中的對(duì)象。

繪圖分辨率設(shè)置僅適用于布局圖。該設(shè)置會(huì)影響物體的渲染方式,并提供光線和物體交點(diǎn)位置的 “初步預(yù)測(cè)”。對(duì)于光線追跡,只要繪圖分辨率能夠提供充分的初步預(yù)測(cè),其精度將不被繪圖分辨率設(shè)置所限制。

ZEMAX軟件技術(shù)應(yīng)用教程專(zhuān)題繪圖分辨率結(jié)果對(duì)光線追跡的影響的圖1簡(jiǎn)單示例

在附件文件中,您將看到繪圖分辨率對(duì)光線追跡影響的示例。

一個(gè)由高斯光源、環(huán)形面和矩形探測(cè)器組成的系統(tǒng)被復(fù)制了四次,在每個(gè)系統(tǒng)中,光源都位于靠近環(huán)形面一端的位置,以便讓光源產(chǎn)生的所有光線都進(jìn)入由環(huán)形面定義的管道。請(qǐng)注意,環(huán)形面的材質(zhì)是 “反射鏡 (MIRROR) ”,因此所有進(jìn)入管道的光線都會(huì)在管道表面反彈,并擊中位于管道末端的探測(cè)器。

作為比較,除了環(huán)形面的繪制分辨率外,所有4種系統(tǒng)的其他設(shè)置都是相同的。該屬性在每個(gè)環(huán)形面的繪圖屬性中定義,并在非序列元件編輯器的標(biāo)注欄中標(biāo)注:

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ZEMAX軟件技術(shù)應(yīng)用教程專(zhuān)題繪圖分辨率結(jié)果對(duì)光線追跡的影響的圖3

3D視圖上一些光線正從管道中逸出,而環(huán)形面分辨率越高,逸出的光線就越少。

ZEMAX軟件技術(shù)應(yīng)用教程專(zhuān)題繪圖分辨率結(jié)果對(duì)光線追跡的影響的圖4

為了表明這不僅僅是繪圖渲染的結(jié)果,我們將啟動(dòng)光線追跡。您會(huì)注意到,在這種情況下,光線追跡控制中沒(méi)有報(bào)錯(cuò):

ZEMAX軟件技術(shù)應(yīng)用教程專(zhuān)題繪圖分辨率結(jié)果對(duì)光線追跡的影響的圖5

然而,如果您比較這四個(gè)系統(tǒng)的光線追跡結(jié)果,您將會(huì)注意到,環(huán)形面分辨率越高,探測(cè)器上的總命中率就越高,但是根據(jù)上面的光線追跡結(jié)果來(lái)看,沒(méi)有光線被損耗。這里我們可以看出,只有具有自定義繪圖分辨率的探測(cè)器才會(huì)收集來(lái)自相應(yīng)光源的所有光線:

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比較四個(gè)系統(tǒng)的結(jié)果,可以清楚地看出環(huán)形面的繪制分辨率對(duì)光線追跡的影響:如果繪制分辨率不足以提供足夠的初步預(yù)測(cè),光線追跡的結(jié)果是不準(zhǔn)確的,且與預(yù)期不一致。

注意:上述行為很大程度上取決于您的具體系統(tǒng),沒(méi)有關(guān)于何時(shí)需要提高繪圖分辨率的總體建議。此外OpticStudio沒(méi)有檢測(cè)這種潛在問(wèn)題的方法,因此在這種情況下不會(huì)產(chǎn)生光線追跡錯(cuò)誤。光線追跡結(jié)果需要由用戶(hù)來(lái)檢查(例如,通過(guò)系統(tǒng)3D視圖),以確保系統(tǒng)準(zhǔn)確性。

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