VirtualLab Unity
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-05
VirtualLab Unity的實(shí)例教程
摘要
將在 VirtualLab Unity 中設(shè)計(jì)好的顏色膜導(dǎo)出為 VirtualLab Fusion 文件，并在 VirtualLab Fusion 中導(dǎo)入該文件，放置到一個(gè)簡(jiǎn)化的光學(xué)系統(tǒng)中進(jìn)行驗(yàn)證。仿真結(jié)果顯示反射光呈藍(lán)色，與顏色膜的設(shè)計(jì)一致，驗(yàn)證了 VirtualLab Unity 與 VirtualLab Fusion 之間可實(shí)現(xiàn)鍍膜方案的跨平臺(tái)共享。
工作流程
打開(kāi)已有的顏色膜設(shè)計(jì)項(xiàng)目，并通過(guò)“開(kāi)始”選項(xiàng)卡將其導(dǎo)出為 VirtualLab Fusion文件。
在VirtualLab Fusion中打開(kāi)剛導(dǎo)出的鍍膜文件。
將導(dǎo)入的鍍膜文件存到VirtualLab Fusion的鍍膜資源庫(kù)中，方便之后使用。
在 VirtualLab Fusion 中搭建一個(gè)簡(jiǎn)單的光學(xué)系統(tǒng)：首先放置一個(gè)白光光源，其前方設(shè)置一塊玻璃平板，在平板的前表面鍍上導(dǎo)入的顏色膜；最后放置一個(gè)探測(cè)器，用于觀(guān)察反射光的顏色。
運(yùn)行仿真后可見(jiàn)，探測(cè)器接收到的反射光呈藍(lán)色，與在 VirtualLab Unity 中設(shè)計(jì)的顏色膜效果一致，驗(yàn)證了導(dǎo)入膜層的正確性。
展開(kāi) 編輯軸錐鏡的表面，最右側(cè)為軟件內(nèi)置的不同角度軸錐面
最新發(fā)布的VirtualLab Unity套裝支持導(dǎo)入文件進(jìn)行鏡頭仿真設(shè)計(jì)，將鏡頭文件導(dǎo)入到VirtualLab Unity之后，可以啟動(dòng)光線(xiàn)追跡引擎，實(shí)現(xiàn)光線(xiàn)追跡及點(diǎn)列圖的繪制。
圖5. VirtualLab Unity光線(xiàn)追跡和點(diǎn)列圖
為了查看場(chǎng)追跡的結(jié)果，在VirtualLab Fusion中選擇Profile: General場(chǎng)追跡引擎，把像面的位置分別設(shè)置為100mm和200mm。在圖6中可以看到在100mm的位置平面波變成了貝塞爾光束，而在200mm的位置近似得到了一個(gè)環(huán)形光束。在上方的Manipulation中我們可以選擇Forward FFT，得到其頻譜分布，可以看到此時(shí)對(duì)應(yīng)的是一個(gè)環(huán)形譜，這個(gè)環(huán)形半徑對(duì)應(yīng)的就是橫向波數(shù)的大小。
圖6. 軸錐鏡場(chǎng)追跡結(jié)果（距離分布為100 mm， 200 mm處以及對(duì)應(yīng)光場(chǎng)的頻譜分布）
從圖7可以看到，場(chǎng)追跡讓我們?cè)谶x擇采購(gòu)鏡片之前可以驗(yàn)證得到的光斑形態(tài)，從而降低試錯(cuò)成本，這不正是光學(xué)仿真的意義嗎？有了 VirtualLab Fusion這款“神器”，小李再也不用頭禿了。這已經(jīng)替他把 “試錯(cuò)成本” 省了一半 —— 不用對(duì)著軸錐鏡的錐角公差 “猜 0.1° 還是 0.2° 合適”，他先點(diǎn)開(kāi)軟件拖入 “軸錐鏡元件庫(kù)”，輸入目標(biāo)錐角 1°、石英材料、20mm 口徑，鼠標(biāo)一點(diǎn) “仿真”，屏幕上立刻跳出貝塞爾光束的無(wú)衍射區(qū)長(zhǎng)度、邊緣衍射雜光分布；再故意把錐角往大拉 0.1°，光斑瞬間從 “筆直的亮線(xiàn)” 散成邊緣模糊的光暈 —— 這下他拍著加工師傅的肩膀說(shuō)：“錐角公差卡到 ±0.05°，不然光束‘撐不到’50mm。”
展開(kāi) 應(yīng)用場(chǎng)景
將在ZEMAX軟件中設(shè)計(jì)好的透鏡膜導(dǎo)出為.zmx文件，并在 VirtualLab Unity中導(dǎo)入該文件，進(jìn)行進(jìn)一步仿真設(shè)計(jì)。透鏡文件的導(dǎo)入驗(yàn)證了 VirtualLab Unity 與ZEMAX之間可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)入交互使用。
工作流程
1. 右鍵單擊ZEMAX軟件中生成保存的透鏡文件，重命名改文件后綴，將“.zmx”改為“.txt”；
2. 更改完成后，會(huì)彈出重命名提醒，點(diǎn)擊“是”，文件變?yōu)閠xt格式；
3. 在VirtualLab Unity軟件中，點(diǎn)擊功能區(qū)的“導(dǎo)入”選項(xiàng)卡，彈出對(duì)話(huà)框，選中當(dāng)前文本格式的透鏡文件，點(diǎn)擊“打開(kāi)”，即可導(dǎo)入；
4. 軟件會(huì)彈出詢(xún)問(wèn)是否創(chuàng)建項(xiàng)目，點(diǎn)擊“確認(rèn)”；
5. 透鏡組即可順利導(dǎo)入。
展開(kāi) 鑒于篇幅，全文內(nèi)容，請(qǐng)點(diǎn)此下載：VirtualLab Unity光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)流程演示.pdf
右鍵單擊ZEMAX軟件中生成保存的透鏡文件，重命名改文件后綴，將“.zmx”改為“.txt”；
工作流程
將在ZEMAX軟件中設(shè)計(jì)好的透鏡膜導(dǎo)出為.zmx文件，并在 VirtualLab Unity中導(dǎo)入該文件，進(jìn)行進(jìn)一步仿真設(shè)計(jì)。透鏡文件的導(dǎo)入驗(yàn)證了 VirtualLab Unity 與ZEMAX之間可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)入交互使用。
應(yīng)用場(chǎng)景
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VirtualLab Unity的最新內(nèi)容
編輯軸錐鏡的表面，最右側(cè)為軟件內(nèi)置的不同角度軸錐面
最新發(fā)布的VirtualLab Unity套裝支持導(dǎo)入文件進(jìn)行鏡頭仿真設(shè)計(jì)，將鏡頭文件導(dǎo)入到VirtualLab Unity之后，可以啟動(dòng)光線(xiàn)追跡引擎，實(shí)現(xiàn)光線(xiàn)追跡及點(diǎn)列圖的繪制。
圖5.
[圖片]
右鍵單擊ZEMAX軟件中生成保存的透鏡文件，重命名改文件后綴，將“.zmx”改為“.txt”；
工作流程
將在ZEMAX軟件中設(shè)計(jì)好的透鏡膜導(dǎo)出為.zmx文件，并在 VirtualLab Unity中導(dǎo)入該文件，進(jìn)行進(jìn)一步仿真設(shè)計(jì)。透鏡文件的導(dǎo)入驗(yàn)證了 VirtualLab Unity 與ZEMAX之間可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)入交互使用。
VirtualLab Unity應(yīng)用：柯克物鏡4個(gè)月前
案例說(shuō)明
柯克物鏡廣泛應(yīng)用于早期相機(jī)鏡頭、簡(jiǎn)易成像設(shè)備、教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置與低成本光學(xué)系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的成像功能、小視場(chǎng)范圍內(nèi)的清晰成像以及滿(mǎn)足低倍率成像需求。其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（通常由三片透鏡組成）、制造成本低、裝配難度小的優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用于對(duì)成像復(fù)雜度和高端性能要求不高的入門(mén)級(jí)光學(xué)系統(tǒng)。在本案例中，將在 VLU 中演示柯克物鏡的設(shè)計(jì)過(guò)程
應(yīng)用場(chǎng)景
卡塞格林望望遠(yuǎn)鏡廣泛應(yīng)用于天文觀(guān)測(cè)，卡塞格林望遠(yuǎn)鏡廣泛應(yīng)用于天文觀(guān)測(cè)、空間成像和激光測(cè)距等領(lǐng)域，憑借其折疊光路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)焦距與緊湊結(jié)構(gòu)的結(jié)合，具有口徑大、像差校正能力強(qiáng)和易于安裝探測(cè)器等優(yōu)點(diǎn)。在本案例中，將通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)典型的折返式卡塞格林望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)，演示在 VLU 中的光學(xué)設(shè)計(jì)流程，包括初始結(jié)構(gòu)建立、像差分析、評(píng)價(jià)函數(shù)定義、優(yōu)化
應(yīng)用場(chǎng)景
將在ZEMAX軟件中設(shè)計(jì)好的透鏡膜導(dǎo)出為.zmx文件，并在 VirtualLab Unity中導(dǎo)入該文件，進(jìn)行進(jìn)一步仿真設(shè)計(jì)。透鏡文件的導(dǎo)入驗(yàn)證了 VirtualLab Unity 與ZEMAX之間可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)入交互使用。
工作流程
1.
VirtualLab Unity應(yīng)用：柯克物鏡4個(gè)月前
應(yīng)用場(chǎng)景
柯克物鏡廣泛應(yīng)用于早期相機(jī)鏡頭、簡(jiǎn)易成像設(shè)備、教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置與低成本光學(xué)系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的成像功能、小視場(chǎng)范圍內(nèi)的清晰成像以及滿(mǎn)足低倍率成像需求。其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（通常由三片透鏡組成）、制造成本低、裝配難度小的優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用于對(duì)成像復(fù)雜度和高端性能要求不高的入門(mén)級(jí)光學(xué)系統(tǒng)。在本案例中，將在 VLU 中演示柯克物鏡的設(shè)計(jì)過(guò)程
應(yīng)用場(chǎng)景
雙高斯照相物鏡廣泛應(yīng)用于單反相機(jī)、工業(yè)檢測(cè)相機(jī)、安防監(jiān)控設(shè)備與專(zhuān)業(yè)攝影器材中，用于實(shí)現(xiàn)大相對(duì)孔徑成像、寬光譜色差校正以及優(yōu)異的離軸像質(zhì)還原。其具有對(duì)稱(chēng)光學(xué)結(jié)構(gòu)、低畸變率、高分辨率表現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用于對(duì)成像清晰度與色彩真實(shí)性要求較高的各類(lèi)攝影光學(xué)系統(tǒng)。在本案例中，將在 VLU 中演示雙高斯照相機(jī)物鏡的設(shè)計(jì)過(guò)程，包括初始系統(tǒng)生成、評(píng)價(jià)函數(shù)定義
應(yīng)用場(chǎng)景
目鏡廣泛應(yīng)用于顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡和測(cè)量設(shè)備中，用于實(shí)現(xiàn)舒適的目視觀(guān)察、倍率調(diào)節(jié)和視場(chǎng)優(yōu)化。其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于裝調(diào)以及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，適合集成到各類(lèi)光學(xué)系統(tǒng)中。在本案例中，將在 VLU 中演示目鏡的設(shè)計(jì)過(guò)程，包括初始系統(tǒng)生成、評(píng)價(jià)函數(shù)定義、優(yōu)化以及結(jié)果展示。
案例說(shuō)明
設(shè)計(jì)結(jié)果
應(yīng)用場(chǎng)景
衍射式人工晶狀體在現(xiàn)代眼科光學(xué)與視覺(jué)矯正領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。憑借其衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)與多焦點(diǎn)設(shè)計(jì)，該類(lèi)人工晶狀體能夠在單一鏡片中實(shí)現(xiàn)多焦成像，從而在遠(yuǎn)、中、近不同視距下提供清晰視覺(jué)。衍射設(shè)計(jì)具備優(yōu)異的色差補(bǔ)償能力與高光學(xué)效率，能夠在減少眩光與鬼影的同時(shí)提升視覺(jué)對(duì)比度與成像質(zhì)量。在本案例中，將通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)遠(yuǎn)視距下的衍射式人工晶狀體，演示在
