光學(xué)系統(tǒng)可視化的案例
VirtualLab：光學(xué)系統(tǒng)的3D可視化
摘要
為了從根本上了解光學(xué)系統(tǒng)的特性，對其組件進(jìn)行可視化并顯示光的傳播情況大有幫助。為此，VirtualLab Fusion 提供了顯示光學(xué)系統(tǒng)三維可視化的工具。這些工具還可用于檢查元件和探測器的位置，以及快速了解光在系統(tǒng)內(nèi)部的傳播情況。三維視圖的建模技術(shù)類似于光線追蹤。
如何生成系統(tǒng)視圖文檔
系統(tǒng)：三維（光線結(jié)果剖面）與三維系統(tǒng)視圖
這兩種方法的主要區(qū)別在于，前者還可通過Ray Results Profile提供有關(guān)傳播光線的信 息，而后者只顯示組件和探測器。
在接下來的使用案例中，我們將重點(diǎn)介紹 System：3D視圖。
系統(tǒng)：Ray Results Profile的3D視圖
3D 系統(tǒng)視圖：
無光可視化系統(tǒng)
選項(xiàng) - 選擇要顯示的元件
右鍵單擊文檔窗口，菜單上將顯示詳細(xì)選項(xiàng)。第一個(gè)選項(xiàng) "Select Elements to Show"允許對文檔中顯示的系統(tǒng)元件進(jìn)行配置（默認(rèn)情況下顯示所有元件）。
查看完整用例：
Examination of Sodium D Lines with Etalon
如果系統(tǒng)有很多元件，Selection Tools可以減輕工作量。
選項(xiàng) - 選擇追跡序列
在非序列傳播（手動通道配置）的情況下，系統(tǒng)中可能有許多光路。通過"Select Tracing Sequence"選項(xiàng)，用戶可以選擇或取消選擇在視圖中顯示的某些傳播步驟（默認(rèn)情況下顯示所有光路）。
示例：Herriott Cell - 查看完整用例：Modeling of a Herriott Cell
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[VirtualLab] 光學(xué)系統(tǒng)的3D可視化
摘要
為了從根本上了解光學(xué)系統(tǒng)的特性，對其組件進(jìn)行可視化并顯示光的傳播情況大有幫助。為此，VirtualLab Fusion 提供了顯示光學(xué)系統(tǒng)三維可視化的工具。這些工具還可用于檢查元件和探測器的位置，以及快速了解光在系統(tǒng)內(nèi)部的傳播情況。三維視圖的建模技術(shù)類似于光線追蹤。
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系統(tǒng)： 三維（光線結(jié)果剖面）與三維系統(tǒng)視圖
這兩種方法的主要區(qū)別在于，前者還可通過Ray Results Profile提供有關(guān)傳播光線的信 息，而后者只顯示組件和探測器。
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3D 系統(tǒng)視圖：
無光可視化系統(tǒng)
選項(xiàng) - 選擇要顯示的元件
右鍵單擊文檔窗口，菜單上將顯示詳細(xì)選項(xiàng)。第一個(gè)選項(xiàng) "Select Elements to Show"允許對文檔中顯示的系統(tǒng)元件進(jìn)行配置（默認(rèn)情況下顯示所有元件）。
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選項(xiàng) - 選擇追跡序列
在非序列傳播（手動通道配置）的情況下，系統(tǒng)中可能有許多光路。通過"Select Tracing Sequence"選項(xiàng)，用戶可以選擇或取消選擇在視圖中顯示的某些傳播步驟（默認(rèn)情況下顯示所有光路）。
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為了從根本上了解光學(xué)系統(tǒng)的特性，對其組件進(jìn)行可視化并顯示光的傳播情況大有幫助。為此，VirtualLab Fusion 提供了顯示光學(xué)系統(tǒng)三維可視化的工具。這些工具還可用于檢查元件和探測器的位置，以及快速了解光在系統(tǒng)內(nèi)部的傳播情況。三維視圖的建模技術(shù)類似于光線追蹤。
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這兩種方法的主要區(qū)別在于，前者還可通過Ray Results Profile提供有關(guān)傳播光線的信 息，而后者只顯示組件和探測器。
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無光可視化系統(tǒng)
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右鍵單擊文檔窗口，菜單上將顯示詳細(xì)選項(xiàng)。第一個(gè)選項(xiàng) "Select Elements to Show"允許對文檔中顯示的系統(tǒng)元件進(jìn)行配置（默認(rèn)情況下顯示所有元件）。
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在非序列傳播（手動通道配置）的情況下，系統(tǒng)中可能有許多光路。通過"Select Tracing Sequence"選項(xiàng)，用戶可以選擇或取消選擇在視圖中顯示的某些傳播步驟（默認(rèn)情況下顯示所有光路）。
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VirtualLab：光學(xué)系統(tǒng)的3D可視化
摘要
為了從根本上了解光學(xué)系統(tǒng)的特性，對其組件進(jìn)行可視化并顯示光的傳播情況大有幫助。為此，VirtualLab Fusion 提供了顯示光學(xué)系統(tǒng)三維可視化的工具。這些工具還可用于檢查元件和探測器的位置，以及快速了解光在系統(tǒng)內(nèi)部的傳播情況。三維視圖的建模技術(shù)類似于光線追蹤。
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系統(tǒng)：三維（光線結(jié)果剖面）與三維系統(tǒng)視圖
這兩種方法的主要區(qū)別在于，前者還可通過Ray Results Profile提供有關(guān)傳播光線的信 息，而后者只顯示組件和探測器。
在接下來的使用案例中，我們將重點(diǎn)介紹 System：3D視圖。
系統(tǒng)：Ray Results Profile的3D視圖
3D 系統(tǒng)視圖：
無光可視化系統(tǒng)
選項(xiàng) - 選擇要顯示的元件
右鍵單擊文檔窗口，菜單上將顯示詳細(xì)選項(xiàng)。第一個(gè)選項(xiàng) "Select Elements to Show"允許對文檔中顯示的系統(tǒng)元件進(jìn)行配置（默認(rèn)情況下顯示所有元件）。
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如果系統(tǒng)有很多元件，Selection Tools可以減輕工作量。
選項(xiàng) - 選擇追跡序列
在非序列傳播（手動通道配置）的情況下，系統(tǒng)中可能有許多光路。通過"Select Tracing Sequence"選項(xiàng)，用戶可以選擇或取消選擇在視圖中顯示的某些傳播步驟（默認(rèn)情況下顯示所有光路）。
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鑒于篇幅，本文僅為節(jié)選，全文內(nèi)容請聯(lián)系我，謝謝
展開 [NEWSLETTER] 3D系統(tǒng)可視化
快速物理光學(xué)建模和設(shè)計(jì)軟件VirtualLab Fusion提供了特定的工具，可以生成與經(jīng)典光線追跡相當(dāng)?shù)慕Y(jié)果，以獲得光學(xué)系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)以及各個(gè)元件相對于彼此的位置的基本了解。在最新版本2023.1中，這些工具已經(jīng)進(jìn)行了全面改革，使它們更易于使用。我們還加入了新的功能，比如在光標(biāo)周圍顯示放大鏡，或者在文檔邊緣顯示全尺寸標(biāo)尺，自動跟蹤鼠標(biāo)光標(biāo)的x和y位置。在下面的示例中，您可以找到對工具本身的深入描述和F-Theta透鏡的應(yīng)用示例。
光學(xué)系統(tǒng)的3D-可視化
VirtualLab Fusion提供的工具可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的3D可視化，因此可以用于檢查元件的位置，以及快速了解系統(tǒng)內(nèi)部的光傳播情況。
F-Theta掃描透鏡的性能評估
利用VirtualLab Fusion中的掃描光源，通過測量不同掃描角度下焦點(diǎn)光斑位置和光斑大小的偏差，分析了F-Theta透鏡的性能。
展開 光學(xué)系統(tǒng)的三維可視化
摘要
為了對光學(xué)系統(tǒng)的性質(zhì)有一個(gè)基本的了解，對其組件的可視化和光傳播的提示是非常有幫助的。為此，VirtualLab Fusion提供了一個(gè)工具來顯示光學(xué)系統(tǒng)的三維視圖。這些工具可以進(jìn)一步用于檢查元件和探測器的位置，以及快速了解光在系統(tǒng)內(nèi)的傳播。所應(yīng)用的三維視圖建模技術(shù)可與經(jīng)典的光線追跡相媲美。
如何生成一個(gè)系統(tǒng)視圖文檔
一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的三維視圖可以通過兩種不同的方式生成：
1.使用“光線結(jié)果配置文件”并選擇“系統(tǒng)：三維”作為結(jié)果，然后運(yùn)行模擬。
2.點(diǎn)擊視圖系統(tǒng)（僅三維顯示組件，沒有光傳播）。
系統(tǒng)：三維（光線結(jié)果配置文件）和三維系統(tǒng)視圖
這兩種方法的主要區(qū)別是，第一種方法還使用光線結(jié)果配置文件提供了有關(guān)傳播光的信息，而后者只顯示組件和探測器。我們將在用例的其余部分中集中關(guān)注系統(tǒng)三維視圖。
系統(tǒng)：光線結(jié)果配置文件的三維視圖
三維系統(tǒng)視圖：不帶光線的系統(tǒng)可視化
選項(xiàng)——選擇要顯示的元件
通過右鍵單擊文檔窗口，可以獲得一個(gè)提供詳細(xì)選項(xiàng)的菜單。第一個(gè)選項(xiàng)“選擇要顯示的元件”允許配置文檔中顯示的系統(tǒng)元件（默認(rèn)情況下，將顯示所有元件）。
選項(xiàng)——選擇追跡序列
在非序列傳播（手動通道配置）的情況下，系統(tǒng)中可以有許多光路可用。“選擇追跡序列”選項(xiàng)允許用戶選擇或取消選擇某些傳播步驟，以在視圖中顯示（默認(rèn)情況下會顯示所有光路）。
赫里奧特池的建模
選項(xiàng)——視圖設(shè)置
視圖設(shè)置將打開另一個(gè)菜單與各種選項(xiàng)來自定義三維視圖，如配色方案、視圖工具或光線的描繪風(fēng)格等。
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摘要
為了對光學(xué)系統(tǒng)的性質(zhì)有一個(gè)基本的了解，對其組件的可視化和光傳播的提示是非常有幫助的。為此，VirtualLab Fusion提供了一個(gè)工具來顯示光學(xué)系統(tǒng)的三維視圖。這些工具可以進(jìn)一步用于檢查元件和探測器的位置，以及快速了解光在系統(tǒng)內(nèi)的傳播。所應(yīng)用的三維視圖建模技術(shù)可與經(jīng)典的光線追跡相媲美。
如何生成一個(gè)系統(tǒng)視圖文檔
一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的三維視圖可以通過兩種不同的方式生成：
1. 使用“光線結(jié)果配置文件”并選擇“系統(tǒng)：三維”作為結(jié)果，然后運(yùn)行模擬。
2. 點(diǎn)擊視圖系統(tǒng)（僅三維顯示組件，沒有光傳播）。
系統(tǒng)：三維（光線結(jié)果配置文件）和三維系統(tǒng)視圖
這兩種方法的主要區(qū)別是，第一種方法還使用光線結(jié)果配置文件提供了有關(guān)傳播光的信息，而后者只顯示組件和探測器。我們將在用例的其余部分中集中關(guān)注系統(tǒng)三維視圖。
系統(tǒng)：光線結(jié)果配置文件的三維視圖
三維系統(tǒng)視圖：不帶光線的系統(tǒng)可視化
選項(xiàng)——選擇要顯示的元件
通過右鍵單擊文檔窗口，可以獲得一個(gè)提供詳細(xì)選項(xiàng)的菜單。第一個(gè)選項(xiàng)“選擇要顯示的元件”允許配置文檔中顯示的系統(tǒng)元件（默認(rèn)情況下，將顯示所有元件）。
選項(xiàng)——選擇追跡序列
在非序列傳播（手動通道配置）的情況下，系統(tǒng)中可以有許多光路可用?！斑x擇追跡序列”選項(xiàng)允許用戶選擇或取消選擇某些傳播步驟，以在視圖中顯示（默認(rèn)情況下會顯示所有光路）。
赫里奧特池的建模
選項(xiàng)——視圖設(shè)置
視圖設(shè)置將打開另一個(gè)菜單與各種選項(xiàng)來自定義三維視圖，如配色方案、視圖工具或光線的描繪風(fēng)格等。
配色方案-背景顏色
可用的配色方案是亮、中和暗。此外，用戶可以決定是否包括背景顏色漸變。
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如何生成一個(gè)系統(tǒng)視圖文檔
為了對光學(xué)系統(tǒng)的性質(zhì)有一個(gè)基本的了解，對其組件的可視化和光傳播的提示是非常有幫助的。為此，VirtualLab Fusion提供了一個(gè)工具來顯示光學(xué)系統(tǒng)的三維視圖。這些工具可以進(jìn)一步用于檢查元件和探測器的位置，以及快速了解光在系統(tǒng)內(nèi)的傳播。所應(yīng)用的三維視圖建模技術(shù)可與經(jīng)典的光線追跡相媲美。
這兩種方法的主要區(qū)別是，第一種方法還使用光線結(jié)果配置文件提供了有關(guān)傳播光的信息，而后者只顯示組件和探測器。我們將在用例的其余部分中集中關(guān)注系統(tǒng)三維視圖。
系統(tǒng)：三維（光線結(jié)果配置文件）和三維系統(tǒng)視圖
2.
點(diǎn)擊視圖系統(tǒng)（僅三維顯示組件，沒有光傳播）。
1.
使用“光線結(jié)果配置文件”并選擇“系統(tǒng)：三維”作為結(jié)果，然后運(yùn)行模擬。
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光學(xué)系統(tǒng)的3D-可視化
快速物理光學(xué)建模和設(shè)計(jì)軟件VirtualLab Fusion提供了特定的工具，可以生成與經(jīng)典光線追跡相當(dāng)?shù)慕Y(jié)果，以獲得光學(xué)系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)以及各個(gè)元件相對于彼此的位置的基本了解。在最新版本2023.1中，這些工具已經(jīng)進(jìn)行了全面改革，使它們更易于使用。我們還加入了新的功能，比如在光標(biāo)周圍顯示放大鏡，或者在文檔邊緣顯示全尺寸標(biāo)尺，自動跟蹤鼠標(biāo)光標(biāo)的x和y位置。在下面的示例中，您可以找到對工具本身的深入描述和F-Theta透鏡的應(yīng)用示例。
FRED光學(xué)工程仿真-數(shù)據(jù)收集面可視化
數(shù)據(jù)收集面可視化（Data Collector Surface Visualization）分析選項(xiàng)允許用戶指定模型中的某一表面，在光線追跡的過程中收集光線數(shù)據(jù)，并顯示或者輸出該面的照度（或相關(guān)的物理量）。該分析選項(xiàng)允許計(jì)算（包括多面體曲面面型在內(nèi)的）任意形狀的曲面。同時(shí)，因?yàn)橐粋€(gè)多面體曲面可被用來創(chuàng)建多個(gè)不同的面，該選項(xiàng)也是計(jì)算多個(gè)表面時(shí)的一個(gè)便捷方法，而不用建立多個(gè)分析面或者探測器實(shí)體。
“多面體表面Faceted Surface”面型的建立 參見 導(dǎo)入OBJ格式文件 ，OBJ文件由通過第三方CAD軟件建立或者 FRED的幾何體按OBJ格式導(dǎo)出的 參見 導(dǎo)出OBJ格式文件 。
文中的FRED案例場景是房間內(nèi)墻角光源對物體的照明。案例中的四面墻壁和地板由一個(gè)多面體表面建立，被照射物體由另一個(gè)多面體表面表示。案例中，因?yàn)榉块g和物體的鍍膜屬性不同，所以使用兩個(gè)不同的多面體表面。在當(dāng)前場景中，物體被某一角落的光源照射。
數(shù)據(jù)收集面可視化分析設(shè)置位于分析菜單欄下。顯示計(jì)算數(shù)據(jù)時(shí)，需要重點(diǎn)做一下設(shè)置。
? 繪制數(shù)據(jù)面 = 真 DrawDataFacets = True
? 數(shù)據(jù)顯示類型（選擇需顯示的物理量） DisplayDataType（choice of quantity to display）
? 顯示圖例 = 真 ShowLegend = True
? 數(shù)據(jù)收集面（選擇需要顯示的多面體曲面） Data Collector Surfaces（choice of which Faceted surfaces upon which to display data）
光線追跡后，數(shù)據(jù)會自動顯示在3D視圖中。下圖為各表面的入射功率。
展開 
國產(chǎn)光學(xué)軟件突破 | 3D可視化衍射光波導(dǎo)仿真
原文信息
原文標(biāo)題：“基于光線場追跡的國產(chǎn)3D可視化衍射光波導(dǎo)仿真模塊研究”
第一作者：覃嘉佳
通訊作者：宋強(qiáng)，劉祥彪, 張善文，段輝高，周常河
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)作為新興人機(jī)交互模式，其近眼顯示領(lǐng)域中，AR 衍射光波導(dǎo)技術(shù)因輕量化、小型化等優(yōu)勢成為核心發(fā)展方向。高品質(zhì)衍射光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)優(yōu)化離不開專業(yè)仿真軟件。為填補(bǔ)國內(nèi)空白，本研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了完全自主可控的 3D 可視化衍射光波導(dǎo)仿真模塊，覆蓋 k 域分析、光波導(dǎo)仿真與優(yōu)化全過程，可納入微投影光機(jī)和人眼模型實(shí)現(xiàn)全維度仿真。
研究基于該模塊設(shè)計(jì)二維出瞳擴(kuò)展衍射光波導(dǎo)，通過確定光柵矢量、劃分功能區(qū)域并精細(xì)調(diào)控光柵參數(shù)，結(jié)合光線場追跡完成仿真，并與國外商業(yè)軟件結(jié)果對比，驗(yàn)證了模塊的有效性與實(shí)用性，為我國 AR 產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展提供技術(shù)支撐。
二維出瞳擴(kuò)展衍射光波導(dǎo)中的光線傳播示意圖（來自原文）
該模塊成功設(shè)計(jì)出具備二維出瞳擴(kuò)展的衍射光波導(dǎo)，整體系統(tǒng)由微型投影光機(jī)、光波導(dǎo)與人眼模型構(gòu)成，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)極具優(yōu)勢。其投影光學(xué)系統(tǒng)焦距 14.5 mm，對角線視場角 28°，總長度僅 9.45 mm，光學(xué)元件直徑小于 5.4 mm，憑借緊湊小巧的特性，完美適配近眼顯示設(shè)備的輕量化需求。在性能表現(xiàn)上，該系統(tǒng)在 30 cycles/mm 采樣頻率下的光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）值均優(yōu)于 0.7，成像質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
可視化3D衍射光波導(dǎo)模組示意圖（來自原文）
為驗(yàn)證模塊性能，研發(fā)團(tuán)隊(duì)與市面主流商業(yè)軟件，在衍射效率、均勻性及光線路徑等關(guān)鍵指標(biāo)上展開對比，結(jié)果充分證明了該國產(chǎn)模塊的精度與可靠性。
展開 [VirtualLab論文] 虛擬仿真的可視化物理光學(xué)課堂教學(xué)探索
[圖片]
基于Web的三維數(shù)據(jù)輕量化可視化系統(tǒng) Simright 3DLite
基于Web的三維數(shù)據(jù)輕量化可視化系統(tǒng) Simright 3DLite
數(shù)巧科技三維數(shù)據(jù)輕量化可視化解決方案Simright 3DLite是一套完整的CAD/CAE仿真數(shù)據(jù)輕量化、可視化和共享技術(shù)，能夠幫助企業(yè)的設(shè)計(jì)人員、仿真人員、產(chǎn)品經(jīng)理擺脫復(fù)雜和昂貴的CAE處理軟件，直接讀取仿真結(jié)果，加強(qiáng)了部門之間、組織之間的協(xié)同交流，極大的促進(jìn)了制造企業(yè)仿真能力，信息化水平和生產(chǎn)力的提升。
三維可視化人員定位系統(tǒng)解決方案
隨著智慧工業(yè)的到來，以新型傳感、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等技術(shù)支撐的三維可視化人員定位管控系統(tǒng)已經(jīng)成為趨勢。本系統(tǒng)旨在解決安全管理難題，提高安全管理效率，實(shí)現(xiàn)智慧工業(yè)的主動安全管理。
本系統(tǒng)通過無人機(jī)傾斜攝影和3D激光掃描儀技術(shù)建設(shè)廠區(qū)三維模型作為展示平臺；在廠區(qū)部署定位設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)，人員攜帶定位標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)人、車的實(shí)時(shí)位置監(jiān)控。管理人員通過本平臺可實(shí)時(shí)掌握全廠人員、車輛等信息，通過智能分析和電子圍欄等技術(shù)有效預(yù)防安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還可聯(lián)動視頻監(jiān)控查看現(xiàn)場實(shí)際情況，提升安全管理效率。
云酷科技三維可視化人員定位系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)定位、智能分析、電子圍欄等技術(shù)實(shí)現(xiàn)全時(shí)段無死角監(jiān)控，安全人員無需現(xiàn)場巡察即可查看現(xiàn)場情況，提高安全管理效率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患。當(dāng)現(xiàn)場作業(yè)人員出現(xiàn)違章行為時(shí)系統(tǒng)第一時(shí)間發(fā)送提醒給當(dāng)事人注意風(fēng)險(xiǎn)，有效防止事態(tài)惡化，將安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低。
1 系統(tǒng)功能
1 實(shí)時(shí)定位
當(dāng)作業(yè)人員攜帶電子標(biāo)簽在現(xiàn)場作業(yè)時(shí)，系統(tǒng)后臺會實(shí)時(shí)解算人員位置并在三維地圖上顯示。被定位的人員支持按人員類型分顏色顯示，按人員類型顯示和隱藏。
2 歷史軌跡查詢
通過系統(tǒng)可查詢?nèi)我馊藛T在任意時(shí)間內(nèi)的歷史軌跡，可用于事故分析、巡點(diǎn)檢檢查、作業(yè)情況分析、人員行為分析等場景。
3 電子圍欄報(bào)警
管理員可提前預(yù)設(shè)電子圍欄及報(bào)警規(guī)則（非法闖入、靠近、超時(shí)報(bào)警），同時(shí)系統(tǒng)支持根據(jù)接入作業(yè)內(nèi)容自動生成電子圍欄，一旦有人違反規(guī)則立即報(bào)警通知現(xiàn)場作業(yè)人員及安全管理人員。
4 主動報(bào)警
當(dāng)人員遇到突發(fā)情況或危險(xiǎn)時(shí)可以通過長按定位標(biāo)簽上的SOS報(bào)警按鈕實(shí)現(xiàn)快速、安全地報(bào)警，通知安全人員第一時(shí)間進(jìn)行處理，有效降低損失。
5 高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)報(bào)警
高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)是安全人員需要實(shí)時(shí)關(guān)注的信息，當(dāng)出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)等級高的作業(yè)票時(shí)，系統(tǒng)會立即報(bào)警。
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