用LightTools设计导光管
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修改光学性质
例:Paint in White 旋转3D导光管模型,选中反射面; 右击,选择光学性质(Optical Properties); 如图选择后,重新模拟,观察Chart。 结果:光线分布更加均匀。
LightTools使用小结1
一、LightTools使用3D模型模拟光学系统, 包括各种透镜、反射镜等; 二、LightTools进行光线模拟必须存在光源和 接收器; 三、由程序随机设立若干条光线,由几何光 学定律计算每条光线的轨迹,并对进入接收 面的光线进行统计计算。
把光线数目修改为10000条。 取消Preview Rays选项(对话框去掉)。 开始模拟(这个时候看不见线条)。 观察Scatter Chart。 观察虚拟颜色光栅。 Illumination > Illuminance Display > Raster Chart
光栅图谱
照度分析
Illumination > Illuminance Display >Scatter Chart. Scatter Chart:光线空间分布图表。 (Chart中有多少条光线?) Chart的坐标:X轴和Y轴。 使用命令 ,再点击Receiver,
Monte Carlo高度模拟
打开模型
运行LightTool.exe 使用菜单命令:File->Open 打开文件:\Tutorial\TD_Lpipe_start.1.lts
基础操作:
旋转、缩放、平移(不改变任何性质,坐标轴跟着变化。)
选择:
整体或者某个表面;
选中表面:
被选颜色不同,出现标签,在系统导航窗口高亮显示;
Monte Carlo初步模拟
Illumination > Setup Simulation(Done) Monte Carlo不使用单个点作为光源,也没 有等角度分布的光线,方向完全随机; 使用少量光线进行模拟 Illumination > Simulation Info,将光线数 量设置为200,并将Preview Ray选中。 选择Start Simulation(!)
二、设计广角手电筒
一、初步设计 二、添加具体光源和接收器
一、广角手电筒
广角手电筒发出的光线具有较强的会聚性。 可以用一个点光源和一个抛物面反射镜构成。 设计目标:手电筒在300mm处发出的光斑小 于100mm。
使用Point And Shoot进行光线追踪。 分为面光线和栅格光线两类。
添加光线
点击位置(X = 0, Y = 0, Z = -0.5)。 点击位置(0, 1, 1) 和(0, -1, 1)
修改结构
选中任意一个表面。 选择Trim命令 。 点击点(0,0,6.5),再点击右下角形成一 条-34º 的角。
选择底面(背面):
被选表面颜色没有变化,必须Rotate。
观察模式设置
点击Y-Z命令 ,再点击Fit命令 。 选择命令把外观模式换为框架模式: View > Render Mode > Wireframe。
简单光线追踪
LightTools的基本操作是光线追踪。
不同之处在于光线的数量、方向等。
LightTools设计范例入门
1、设计导光管 2、广角手电筒 3、背光源底板
1、导光管设计
观察模型、改变视角、光线模拟
预览
导光管(Light Pipe):把光线透射到需要照 明的区域。 掌握:
1.3D模型的掌握和观察角度。 2.使用扇型光线追踪并调节反光镜角度。 3.使用光源和接收器进行简单的蒙特卡罗模拟。 4.使用光学性质修改表面参数并进行照明模拟。
显示光源
一、选择菜单栏命令:Edit->Preference; 二、选择:View Preference->3D……; 三、选择:Layer标签; 四、选择Layer2为可视状态(Visible);
光源设置
光源类型:点光源、面光源、柱光源和射线数据光源(Ray Data Source); 形状:点,球面,圆柱型,长方体,环形; 定义光源所在位置 一、自动定义:
LightTools搜索创建的模型,找到光源所在的介质(空气、塑料、胶体……)。
二、沉浸定义:
直接定义光源所在的材质。LightTools无需搜索模型,提高运行速度; 为了实现这一功能,必须先把光源“沉浸”在某种介质中。使用命令如图所示。 或者确保光线和其他元素没有交集。
三、半自动(默认模式):使用几条光线(少于十条),把光线所在区 域定义为共同光源区域,而自动定义模式则是对每一条光线的起点都进 行定义。
修改参数。
高级模拟
选择进行模拟的光线数目,以及是否即时显 示。 LightTools模型非常复杂,为了降低界面复杂 程度,系统允许定义不同的层(Layer) 在系统导航窗口中,右击任一对象,选择 Properties(属性),在Display标签下选择。
3D模型虽然不可见,但仍然对光线起作用。 为了让光线对模型“视而不见”,可以在 Ray Trace标签下选择取消“Ray Traceable”。
接收器设置
接收器作用:计量光线数量用于分析计算。 一般是一个平面,附在某个模型的表面(远 场接收器除外)。 接收器一般把光线分配在网格结构中。这表 示辐射精度(Radiometric accuracy)和空间 精确度(Spartial accuracy)是互相矛盾的。 本例接收器是附着在“空气透镜”上,即允 许接收器附着在实体模型或者虚拟模型上。
Raster Chart:表示了 不同能量密度的空间分 布区域。 右边表示不同颜色所表 示的能量密度。 中间比较“热”,能量 密度高。旁边温度 “低”,能量密度低。
进一步分析
右击Raster Chart。 接收器被划分为9×15个格子。
将X从9改为5,Y从15改为9。 减少格子数目可以减少误差。
修改光学性质
例:Paint in White 旋转3D导光管模型,选中反射面; 右击,选择光学性质(Optical Properties); 如图选择后,重新模拟,观察Chart。 结果:光线分布更加均匀。
LightTools使用小结1
一、LightTools使用3D模型模拟光学系统, 包括各种透镜、反射镜等; 二、LightTools进行光线模拟必须存在光源和 接收器; 三、由程序随机设立若干条光线,由几何光 学定律计算每条光线的轨迹,并对进入接收 面的光线进行统计计算。
把光线数目修改为10000条。 取消Preview Rays选项(对话框去掉)。 开始模拟(这个时候看不见线条)。 观察Scatter Chart。 观察虚拟颜色光栅。 Illumination > Illuminance Display > Raster Chart
光栅图谱
照度分析
Illumination > Illuminance Display >Scatter Chart. Scatter Chart:光线空间分布图表。 (Chart中有多少条光线?) Chart的坐标:X轴和Y轴。 使用命令 ,再点击Receiver,
Monte Carlo高度模拟
打开模型
运行LightTool.exe 使用菜单命令:File->Open 打开文件:\Tutorial\TD_Lpipe_start.1.lts
基础操作:
旋转、缩放、平移(不改变任何性质,坐标轴跟着变化。)
选择:
整体或者某个表面;
选中表面:
被选颜色不同,出现标签,在系统导航窗口高亮显示;
Monte Carlo初步模拟
Illumination > Setup Simulation(Done) Monte Carlo不使用单个点作为光源,也没 有等角度分布的光线,方向完全随机; 使用少量光线进行模拟 Illumination > Simulation Info,将光线数 量设置为200,并将Preview Ray选中。 选择Start Simulation(!)
二、设计广角手电筒
一、初步设计 二、添加具体光源和接收器
一、广角手电筒
广角手电筒发出的光线具有较强的会聚性。 可以用一个点光源和一个抛物面反射镜构成。 设计目标:手电筒在300mm处发出的光斑小 于100mm。
使用Point And Shoot进行光线追踪。 分为面光线和栅格光线两类。
添加光线
点击位置(X = 0, Y = 0, Z = -0.5)。 点击位置(0, 1, 1) 和(0, -1, 1)
修改结构
选中任意一个表面。 选择Trim命令 。 点击点(0,0,6.5),再点击右下角形成一 条-34º 的角。
选择底面(背面):
被选表面颜色没有变化,必须Rotate。
观察模式设置
点击Y-Z命令 ,再点击Fit命令 。 选择命令把外观模式换为框架模式: View > Render Mode > Wireframe。
简单光线追踪
LightTools的基本操作是光线追踪。
不同之处在于光线的数量、方向等。
LightTools设计范例入门
1、设计导光管 2、广角手电筒 3、背光源底板
1、导光管设计
观察模型、改变视角、光线模拟
预览
导光管(Light Pipe):把光线透射到需要照 明的区域。 掌握:
1.3D模型的掌握和观察角度。 2.使用扇型光线追踪并调节反光镜角度。 3.使用光源和接收器进行简单的蒙特卡罗模拟。 4.使用光学性质修改表面参数并进行照明模拟。
显示光源
一、选择菜单栏命令:Edit->Preference; 二、选择:View Preference->3D……; 三、选择:Layer标签; 四、选择Layer2为可视状态(Visible);
光源设置
光源类型:点光源、面光源、柱光源和射线数据光源(Ray Data Source); 形状:点,球面,圆柱型,长方体,环形; 定义光源所在位置 一、自动定义:
LightTools搜索创建的模型,找到光源所在的介质(空气、塑料、胶体……)。
二、沉浸定义:
直接定义光源所在的材质。LightTools无需搜索模型,提高运行速度; 为了实现这一功能,必须先把光源“沉浸”在某种介质中。使用命令如图所示。 或者确保光线和其他元素没有交集。
三、半自动(默认模式):使用几条光线(少于十条),把光线所在区 域定义为共同光源区域,而自动定义模式则是对每一条光线的起点都进 行定义。
修改参数。
高级模拟
选择进行模拟的光线数目,以及是否即时显 示。 LightTools模型非常复杂,为了降低界面复杂 程度,系统允许定义不同的层(Layer) 在系统导航窗口中,右击任一对象,选择 Properties(属性),在Display标签下选择。
3D模型虽然不可见,但仍然对光线起作用。 为了让光线对模型“视而不见”,可以在 Ray Trace标签下选择取消“Ray Traceable”。
接收器设置
接收器作用:计量光线数量用于分析计算。 一般是一个平面,附在某个模型的表面(远 场接收器除外)。 接收器一般把光线分配在网格结构中。这表 示辐射精度(Radiometric accuracy)和空间 精确度(Spartial accuracy)是互相矛盾的。 本例接收器是附着在“空气透镜”上,即允 许接收器附着在实体模型或者虚拟模型上。
Raster Chart:表示了 不同能量密度的空间分 布区域。 右边表示不同颜色所表 示的能量密度。 中间比较“热”,能量 密度高。旁边温度 “低”,能量密度低。
进一步分析
右击Raster Chart。 接收器被划分为9×15个格子。
将X从9改为5,Y从15改为9。 减少格子数目可以减少误差。