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FRED 應用：光束足跡分析 |
| 時間:2022-11-24 14:36來源:未知作者: infotek點擊:次列印 |
簡介
當一個分析請求執行時，重要的是記住在FRED中的分析面只是在光線追跡結束後的後處理(過濾)光線。在光線追跡的過程中，它們不收集光線資訊，無論光線的軌跡是否穿過分析網格。那麼問題來了，“如何分析在光線追跡的過程中光線穿過光學空間的光場？”
一種選擇是使用FRED探測器實體(Detector Entity)結構。探測器實體與分析面類似，不過它們可以放在任何光學空間，而且可以在光線追跡的過程中動態地收集光線資訊(即光線穿過它們的收集網格)。目前，探測器實體對於同調或偏振光不起作用，只可以執行輻照度、照度和彩色圖像的分析。
儘管FRED沒有一個內置的“光束足跡分析”程式，但我們將在FRED中使用探測器實體結構來實現類似的功能。
設置計算
文章使用如下圖像所示的光學系統。我們的目的是分析沿著如下所示的光路多個平面的處的光束足跡。
為了捕捉在光線追跡中光線透過每個我們感興趣平面的足跡，我們將會使用FRED中的探測器實體結構。探測器實體是一種分析節點的類型，它可以在光線追跡中與光線相互作用，可以定義多種多樣的形狀。光線相互作用，與光線濾光(一個後追跡過程)截然相反，使探測器實體能夠在任何光學空間任何時間動態地收集資料。探測器實體本身能收集三個不同時間的資料：在光線追跡中(即，使用在追跡中任何時刻與探測器實體相交的光線)，剛好在光線追跡後(即，“終止”在探測器實體上的光線)，或者根據請求(即，請求時“在”探測器實體上的光線)。在一個具有和探測器實體相同名字的分析結果節點中，對於每個探測器實體來說，光線面元的結果對用戶來說是可獲得的。記住，因為探測器實體在光線追跡中時是交叉的，您不應該放置一個探測器實體與結構中的其他表面重合。不遵守這個規則可能會導致不一致的結果，這歸因於與交叉重合的物件相聯繫的歧義性。
與該文檔對應的示例檔有5個平面探測器實體，位於系統中我們感興趣的平面上。這些探測器實體位於物件樹的分析面資料夾中，如下圖所示。
讓我們來看看對於“光源平面”探測器實體詳細的控制。對於該探測器實體，平面X和Y尺寸範圍明確的限制為+-3，網格沿著A和B軸(X和Y)的解析度設置為201，沿著整個寬度。正在做的計算是輻照度，用於分析的資料正在“追跡中”被收集。儘管對於我們的例子來說這並不重要，探測器實體可以收集橫跨表面任何一個方向的光線資料。最後，探測器實體不吸收光線。
儘管探測器實體結構不允許執行一個位置點圖分析(這是您會經常在光束足跡分析中看到的)，我們可以通過將軸解析度設置的很高，從輻照度分佈中得到相同類型的資料。在本例中，對於我們的探測器實體，我們選擇了201*201。此外，重要的是我們的探測器實體正在“追跡中”收集資訊。畢竟，我們想知道當光線穿過我們感興趣的平面的光束足跡。最後，對於所有探測器實體，除了最後一個，我們希望光線能夠不帶任何光學效應的穿透過平面。為了獲得這個，我們設置了探測器實體，這樣它就不會吸收光線。最後一個探測器實體，無論如何，應該吸收光線，因為在我們的系統中，它更像一個物理探測器在起作用。
同樣要注意的是，探測器實體平面的位置將會與結構的另一片重合(例如我們透鏡的頂點)，為了避免重合，我們需要將探測器實體相對於表面進行一些微小的偏移。
執行計算
隨著探測器實體根據前面部分的描述配置完畢，在光線追跡中，光束足跡的計算會自動的執行。一旦光線追跡完成了，每個探測器實體將會生成一個分析結果節點(Analysis Results Node)，位於物件樹的分析結果資料夾中。
如果您在模型中沒有看到所有的ARNs，請檢查系統“Number of ARNs to retain (-1 = keep all)” 要保持的ARNs數目(-1=保持所有)”喜好設置。
通過在每個ARN節點上點擊滑鼠右鍵，您就可以選擇“顯示在圖表”選項，以查看計算結果。從這裡，圖表視窗提供了用於顯示統計資料和修改資料的選項，這和任何其他的標準FRED圖表是一樣的。
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