ASAP_燈具設(shè)計

1、目錄一.概述二.ASAP2.1.ASAP簡介2.2.例子2.3.使用ASAP做分析的一般步驟2.4.菜單2.5.如何使用用燈泡庫文件2.6.物體選擇和光線選擇2.7.使用SPOTS2.8.光線行進(jìn)（TRACE）時何時終止？2.9.如何判別雜光并分析？2.10.ASAP編程和PROJECT2.11.使用$SCR命令定做窗口2.12.燈泡建模2.13.對于ASAP模型的一些建議三.常用的光度量四.ReflectorCAD Software of BRO 4.1簡介 4.2. REF/CAD設(shè)計步驟 4.3. REF/CAD菜單 4.4.關(guān)于REF/CAD的幾個問題五.燈具的光學(xué)設(shè)計5.1.燈具結(jié)構(gòu)

2、5.2.分解和組合5.3.從基本原理開始5.4.近光光形圖參考六.燈光標(biāo)準(zhǔn)一 概述燈具照明是一項古老的技術(shù)，但是它卻隨著技術(shù)的進(jìn)步而不斷進(jìn)步。汽車燈具系統(tǒng)包刮光學(xué)系統(tǒng)，電路系統(tǒng)，和機械系統(tǒng)。汽車燈具的光學(xué)系統(tǒng)是最典型的照明系統(tǒng)：燈泡（光源），有反射鏡和配光鏡三個部分組成。在進(jìn)行燈具產(chǎn)品的光學(xué)定義時，不應(yīng)孤立地進(jìn)行，而應(yīng)將上述三者結(jié)合起來考慮。汽車燈具的主要作用是照明和指示。而其光學(xué)定義一直是燈具設(shè)計的瓶頸。如何設(shè)計出適合復(fù)雜路況和行駛安全的車燈(組)，卻一直令我們頭疼。在國內(nèi)，真正具有產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)能力的企業(yè)實在太少?，F(xiàn)代商業(yè)競爭，取勝的關(guān)鍵在于最快的速度推出優(yōu)秀的產(chǎn)品和服務(wù)。如果我們還依賴于

3、工程師們-通過建立原型，在實驗室里測試我們的設(shè)計想法，在耗時的，昂貴的重復(fù)中尋找答案，我們將會因為喪失市場而懊惱不已。光學(xué)分析軟件可以幫助我們提前預(yù)見產(chǎn)品在配光上可能存在的問題,并且徹底地減少開發(fā)費用和開發(fā)時間。通過對燈光的理解和一些實踐，我們可以借助CAD/CAE軟件提高我們的燈光設(shè)計水平。然而這僅停留在表層上，只有深刻理解了光的行為，我們才有可能創(chuàng)造性地解決問題。二. ASAP2.1 ASAP簡介ASAP(Advanced System Analysis Program)是一個通用的功能強大的光學(xué)模擬分析軟件，有著20年的歷史，最新的版本為ASAP V8.0。軟件的開發(fā)商是BRO(Brea

4、ult Research Orgnization)。BRO的網(wǎng)站是。ASAP是專為仿真成像或光照明的應(yīng)用而設(shè)計，讓你的光學(xué)工程工作更加正確且迅速。ASAP讓你在制作原型系統(tǒng)或大量生產(chǎn)前可以預(yù)先做光學(xué)系統(tǒng)的仿真以便加快產(chǎn)品上市的時間。傳統(tǒng)描光程序的速度是非常煩瑣秏時的，ASAP對于整個非序列性描光工具都經(jīng)過速度的優(yōu)化處理，讓您可以在短時間內(nèi)就可做數(shù)百萬條幾何描光的計算。光線可不計順序及次數(shù)的經(jīng)過表面，還可向前，向后追蹤。此外ASAP具有強大的指令集可以讓您進(jìn)行特性光線以及物體的分析，包括： 選擇你所要分析的物體上的光線；選擇并獨立出特定的光線群；列出光線的來源（折射/反射/散射）與以及其路徑的變

5、化；追蹤光線的來源以及強度，分析出您意想不到的雜散光路！利用ASAP設(shè)計燈具，你可以很方便地模擬你的光學(xué)模型和光路，并獲取分析結(jié)果，這有助于節(jié)約成本和時間,提高設(shè)計的效率和品質(zhì)，并使設(shè)計具有更多的選擇空間。更修長,更亮,更輕的車燈的設(shè)計，甚至復(fù)雜的多光源（例如二極管陣列的燈光分析）都變成了可能。你會發(fā)現(xiàn)，ASAP能夠幫助你弄清很多令人頭疼的難題，這是一件有趣的工作。ASAP的界面如下：其他光學(xué)軟件介紹：ZEMAX：是美國焦點軟件公司所發(fā)展出的光學(xué)設(shè)計軟件，可做光學(xué)組件設(shè)計與照明系統(tǒng)的照度分析，也可建立反射，折射，繞射等光學(xué)模型，并結(jié)合優(yōu)化，公差等分析功能，是套可以運算Sequential及No

6、n-Sequential的軟件。版本等級有SE：標(biāo)準(zhǔn)版，XE：完整版，EE：專業(yè)版（可運算Non-Sequential）。TracePro光學(xué)機構(gòu)仿真軟件：TracePro是一套普遍用于照明系統(tǒng)、光學(xué)分析、輻射分析及光度分析的光線仿真軟件。TracePro多變化的應(yīng)用領(lǐng)域包括： 照明（Illumination）；導(dǎo)光管（Light Pipes）；薄膜光學(xué)（Tissue Optics）；光機設(shè)計（Optomechanical Design）；雜散光和激光泵浦。OSLO：是一套標(biāo)準(zhǔn)建構(gòu)系統(tǒng)及最佳化的光學(xué)軟件，最主要地，他是用來決定光學(xué)系統(tǒng)中最佳組件的大小和外型，如照相機、客戶產(chǎn)品、通訊系統(tǒng)、軍事/

7、外層空間應(yīng)用以及科學(xué)儀器等。除此之外、他也常用于仿真光學(xué)系統(tǒng)性能以及發(fā)展出一套對光學(xué)設(shè)計、測試和制造的專門軟件工具，幾乎任何一個有關(guān)傳播光波的光學(xué)系統(tǒng)都可用OSLO來模擬設(shè)計。還有有包括漸變式折射率表面、非球面、繞射表面和全像片、透鏡數(shù)組及干涉變形等。OSLO沒有包括對波導(dǎo)和眼鏡的設(shè)計。CODE V：是世界上應(yīng)用的最廣泛的光學(xué)設(shè)計和分析軟件，近三十多年來，Code V進(jìn)行了一系列的改進(jìn)和創(chuàng)新，包括：變焦結(jié)構(gòu)優(yōu)化和分析；環(huán)境熱量分析；MTF和RMS波陣面基礎(chǔ)公差分析；用戶自定義優(yōu)化；干涉和光學(xué)校正、準(zhǔn)直；非連續(xù)建模；矢量衍射計算包括了偏振；全球綜合優(yōu)化光學(xué)設(shè)計方法。2.2 例子從一個簡單的例子開

8、始。首先，我將借助ASAP自帶的建模工具Builder（或ProE或其他3D建模軟件），做一個模型：燈絲，反射鏡，球冠狀玻璃和個屏幕，如下圖2.2-1示：圖2.2-1其中,反射鏡為一拋物面,F=25;球面玻璃透鏡的半徑=-100.很顯然,上面的模型具備了三個部分,即光源,光學(xué)元件和檢測元件.以下是具體的操作：1. 打開程序ASAP.EXE,點擊FileSet Working Directory,指定工作路徑到一目錄,例如d:/worker目錄-這樣做的好處是便于文件管理.2. 點擊菜單GeometryBuilder,彈出Builder窗口,于窗口的最左列雙擊鼠標(biāo)左鍵,如下所示輸入?yún)?shù)(圖2.2

9、-2): 圖2.2-2其中， COATING： REFLECTANCE TRANSIMIS 涂覆層 反射系數(shù) 透射系數(shù) MEDIA： REFRACTANCE 媒質(zhì) 折射系數(shù)使用Preview All或鼠標(biāo)右鍵的Preview，可以觀看模型的三維圖形（圖2.2-3）。 圖2.2-3在3D-Viewer窗口中，Ctrl鍵+鼠標(biāo)右鍵，縮放圖形；Shift+鼠標(biāo)右鍵，平移圖形；鼠標(biāo)右鍵，旋轉(zhuǎn)圖形。3. 確認(rèn)模型無誤后,下面開始分析.(1)點擊圖標(biāo),系統(tǒng)初始化,清空數(shù)據(jù)(與命令END相同).(2)點擊Builder窗口里File下的Run,確定.(3)選擇菜單SystemPlot Facets,在彈出的

10、Plot Facets窗口中選中 Overlay Next Plot-0K.(4)選擇菜單TraeTrace Rays,在彈出的窗口中選中Plot下的Rays和Every 100th RayOK.(5)選擇菜單Analysis-ChooseRays-Consider,如圖2.2-4,僅選擇PM(屏幕)OK. 圖2.2-4(6)選擇菜單AnalysisCaculate Flux Distribution，在彈出的窗口里進(jìn)行如下選擇(圖2.2-5)圖2.2-5(7)選擇菜單DisplayGraphicsPicture,以圖片方式顯示結(jié)果,見圖2.2-6. 圖2.2-6 圖2.2-7 (8)很容易發(fā)

11、現(xiàn),圖2.2-6顯示的數(shù)據(jù)是不平滑的,這需要作均化處理. 選擇菜單DisplayProcessingAverage,如圖2.2-8輸入?yún)?shù). 圖2.2-8(9)選擇菜單DisplayGraphicsPicture,見圖2.2-7.(10)選擇菜單DisplayGraphicsContour,顯示等照度線,見圖2.2-9(注意,單位是Flux/sq-mm,而不是Flux/sq-m). 圖2.2-9(11)選擇菜單DisplayFileSave/Write.這可以將分析的結(jié)果保存為*.dis格式的數(shù)據(jù)文件,以后可以用菜單DisplayFileOpen/Read打開它,而不用再重復(fù)前面的工作. 4.

12、 現(xiàn)在,嘗試把燈絲平移一段距離3mm,如下在Builder窗口中插入下行（圖2.2-10）: 圖2.2-10再重復(fù)上述步驟,比較結(jié)果有何變化.5. 嘗試把光線數(shù)目由5000改為50萬,再比較結(jié)果有什么變化.注:由此可以發(fā)現(xiàn)足夠多的光線參與計算可以有效地減少計算誤差.ASAP對光線的數(shù)目沒有限制.或者，使用3D建模軟件建模，將數(shù)據(jù)（IGES格式）轉(zhuǎn)入ASAP，再進(jìn)行分析：1.選擇Menu:Files-OpenFiles，選擇文件類型IgesFiles，選擇文件fsj.igs，OK，如圖2.2-11示： 圖2.2-11ASAP的IGES數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換界面如圖2.2-12下：圖2.2-12為對象指定材質(zhì)屬

13、性Modify，完成后點擊File-Finish，生成*.inr文件。注：1.必須為對象指定材質(zhì)屬性；2.為便于區(qū)分不同材質(zhì)的物體，最好將數(shù)據(jù)分開轉(zhuǎn)換。透鏡Lense和屏幕PM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換界面如圖2.2-13： 圖2.2-132.按2.5節(jié)讀燈泡的方法讀入燈泡數(shù)據(jù)3.確認(rèn)模型正確后，可按上述步驟進(jìn)行分析。不同的是燈泡數(shù)據(jù)要從外部讀入，另外inr文件的運行（Run）是選擇FileRun進(jìn)行的。2.3 使用ASAP做分析的一般步驟很顯然,使用ASAP進(jìn)行(燈具)分析的一般步驟是：1.-系統(tǒng)設(shè)置System Setting2.-建模Moldeling Optical Systems，如反射鏡，透鏡，燈泡

14、，屏幕等 3.-（模型檢驗,圖形觀察?？墒。?.-加載模型數(shù)據(jù)Run5.-光路模擬Trace6.-選擇需要考察的對象Consider，Select7.-分析光斑Spots Position或Spots Direction8.-數(shù)據(jù)處理Data Processe和顯示圖表（結(jié)果）Graphics9.-結(jié)果判斷-模型修改-重新分析可以看出：1、2、3為前處理，4、5為數(shù)值計算，6、7、8為后處理和顯示報表。2.4 菜單1. 程序INR窗口、3D VIEW窗口、PLOT窗口、DISPLAY窗口的文件菜單(圖2.4-1，2.4-2) 圖2.4-1圖2.4-2Preference基本參數(shù)的設(shè)置可以全部使

15、用默認(rèn)值。2. System菜單(圖2.4-3) 圖2.4-33. Rays光源菜單（圖2.4-4）圖2.4-44. Ray Trace光路計算菜單（圖2.4-5）圖2.4-5Single Ray Trace驗證單個光線的光路計算:由于往往只需要很少的幾根光線就可以刻畫光學(xué)系統(tǒng)的特性，所以在設(shè)計初始時，常會用Single Ray Trace來驗證我們的設(shè)計思路5. Analysis分析菜單(圖2.4-6)圖2.4-66. Display結(jié)果顯示菜單（圖2.4-7，圖2.4-8）圖2.4-7圖2.4-8Angles角度轉(zhuǎn)換.即,由于AnalysisGraphicSpots Directional

16、生成的結(jié)果,其坐標(biāo)為余弦,需用Angles將其轉(zhuǎn)化為角度坐標(biāo),這樣結(jié)果數(shù)據(jù)的單位就變成了坎德拉candela.Average由于開始獲取的數(shù)據(jù)是離散的點,因此必須進(jìn)行均化,使之平滑.Combine將當(dāng)前數(shù)據(jù)和一已有的數(shù)據(jù)(*.dis)合并為一個FFT傅立葉變換(僅用于信息光學(xué)分析)Fold將當(dāng)前的數(shù)據(jù)沿對角方向折疊,并相加Form加亮圖形,使數(shù)值放大Modify按像素修改數(shù)據(jù)Normalize修正數(shù)據(jù),除以系數(shù)(Divide by a Data)Range重新設(shè)定可以被顯示的光亮值的范圍(最大和最小)Offset相對于坐標(biāo)平面平移光斑(有時光斑位置不對,就需要移動光斑到正確的位置,這樣按坐標(biāo)測

17、量的值才是有意義的Section列示光斑數(shù)據(jù)在截面上的各個點的值Table象表格一樣地列示數(shù)據(jù)Transpose顛倒圖形數(shù)據(jù)Values查詢相應(yīng)坐標(biāo)點上的數(shù)據(jù)值,它要求輸入點的坐標(biāo)注：1.照度的單位：在建模時我們習(xí)慣于使用毫米單位，則照度的單位是Flux/sq-mm，它是Lux（即Flux/sq-m）的1/(1.0E-6)，讀數(shù)上可能不習(xí)慣，但是可以用Display-Proessing-Normalize，選Scaling，輸1.0E-6，將讀數(shù)改正過來。2.測量某點的光亮大小：使用菜單Display-Processing-Values；也可以寫程序語言，如下 VALUES Y1坐標(biāo) X1坐標(biāo)

18、 點1 Y2坐標(biāo) X2坐標(biāo) 點2 3.像素PIXELS：像素的多少決定了圖象質(zhì)量的好壞，在這里它是指沿圖像某一邊的分割數(shù)，最大為1600×1600。4.光斑平移OFFSET當(dāng)我們最終獲得的光斑位置與標(biāo)準(zhǔn)有偏移時，可以用Offset命令移動光斑，這時測量的值和燈具標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對照才是有意義的。2.5 如何使用用燈泡庫文件 ASAP中的每一個燈泡庫都包含以下三類文件: *.hlp-說明文件*.lib-庫文件*.dis-燈泡的能量分布數(shù)據(jù)1.使用*.lib數(shù)據(jù)，以H1燈泡為例：選擇菜單RaysCreate Sources-Use BRO Light Source Library，彈出如下窗口：

19、圖2.5-1設(shè)置參數(shù)，OK2.使用*.dis數(shù)據(jù)，以H1燈泡為例:選擇菜單RaysRestore Rays，選擇燈泡數(shù)據(jù)文件H1.dis，OK3.使用*.lib數(shù)據(jù)的程序格式為:$IO LIBRARY “D:/WORKER/H1.LIB” !Read in the bulb library file&BULBH1_DEFINE 0 0 2.5 +Z +Y 5000 注:BULBH1_DEFINE 0 0 2.5 +Z +Y 5000 中,0 0 2.5為X Y Z坐標(biāo), +Z +Y指第一根軸（RED）和坐標(biāo)系對齊的軸=Z軸，第二根軸（BLUE）和坐標(biāo)系對齊的軸=Y軸，5000為設(shè)定的光

20、線數(shù)目還可以加上下述命令來實現(xiàn)燈泡的平移和旋轉(zhuǎn)： SHIFT Z 2.5 沿Z軸平移2.5毫米 ROTATE Z 15 0 0 繞Z軸旋轉(zhuǎn)15度對其他的燈泡,例如H4近光絲:$IO LIBRARY “D:/WORKER/B9003H4.LIB” !Read in the bulb library file&BULB9003H4_DEFINE 0 0 2.5 +Z +Y LOW 5000 (其中,LOW指近光,HIGH指遠(yuǎn)光)4.使用*.dis數(shù)據(jù)的程序格式為:使用命令EMITTING DATA來讀取燈泡數(shù)據(jù) EMITTING DATA“D:/WORKER/H1.dis” 50005.使

21、用*.dis數(shù)據(jù)具有比使用*.lib文件更快的計算速度的優(yōu)勢，但是也犧牲了燈泡的幾何特征對系統(tǒng)光線的影響！2.6 物體選擇和光線選擇為了區(qū)分物體和光線，ASAP提供了兩個命令：Consider和Select1. CONSIDER命令用于選擇一組物體和這些物體上的所有光線，命令格式為：CONSIDER ALL NONE ONLY i i' . EXCEPT ADD REMOVE其中：ALLconsider all known objectsNONEconsider no objectsONLYconsider only the objects specified (default is

22、the current GROUP)i i' .OBJECT numbers or names to be consideredEXCEPTconsider all objects except those specified (default is the current GROUP)ADDadds the specified objects to the previous CONSIDER commandREMOVEremoves the specified objects from the previous CONSIDER command2. SELECT命令用于選擇屬于一些物

23、體或某個區(qū)域或某些路徑的光線，命令格式為：SELECT ALL ONLY entry entry' AND entry entry' . EXCEPT OR其中：ALLselects all defined raysONLYselects only the specified raysEXCEPTselects all rays except the specified raysAND ORlogical operatorsentry entry'see RemarksRemarks：entryentry'ijRay number is between i th

24、rough j inclusiveOBJECTnRay comes from previous object nOBJECT-nRay was scattered from object nOBJECT +nRay was split from object nSOURCEkRay originated from source number kSOURCE-kScattered ray from source number kMEDIAmRay is in MEDIA mMEDIA -mScattered ray is in MEDIA mGENERATIONnRay was split an

25、d scattered n timesGENERATION-nRay was scattered n timesGENERATION+nRay was split n timesEVERYnRay number modulo n equals one.HITSnRay has hit objects n times-nRay has hit objects n times and has not yet refracted/reflected with last object+nRay has hit objects n times and has refracted/reflected wi

26、th last objectPATHlRay belongs to lth path from last PATHS commandPATH0Ray belongs to a path not listed by last PATHS commandwWRay has wavelength greater than wWwRay has wavelength less than wfFRay has flux greater than fFf Ray has flux less than fdLRay has optical path length greater than dL dRay h

27、as optical path length less than drRRay has AXIS radial coordinates greater than rRr'Ray has AXIS radial coordinates less than r'tTRay has AXIS angular coordinates greater than t degreesTt'AXIS angular coordinates less than t' degreesxXRay has X coordinates greater than xXx'Ray h

28、as X coordinates less than x'yYRay has Y coordinates greater than yYy'Ray has Y coordinates less than y'zZRay has Z coordinates greater than zZz'Ray has Z coordinates less than z'aARay has X direction cosines greater than aAa'Ray has X direction cosines less than a'bBRay

29、has Y direction cosines greater than bBb'Ray has Y direction cosines less than b'cCRay has Z direction cosines greater than cCc'Ray has Z direction cosines less than c'3. CONSIDERHE和SELECT命令可以在分析的任何時候使用，靈活地使用它們，可以讓我們輕松地選擇我們要分析的對象，和選擇某些重要的特定范圍內(nèi)的光線。2.7 使用SPOTS1. SPOTS命令用于產(chǎn)生當(dāng)前所選光線的幾何點圖，

30、表達(dá)光照度、光強、光輻射強度，它等同于菜單AnalysisCaculate Flux Distribution。SPOTS POSITION u ATTRIBUTE i OBJECT NUMBER s EVERY n 'title' Pc ADD DIRECTION Dc其中：POSITIONspot diagram of positional ray dataDIRECTIONspot diagram of directional ray datauFORTRAN unit number for distribution data filePc spot diagram of

31、 positional ray data for the base ray and/or particular parabasal rays (see Remarks)Dc spot diagram of directional ray data for the base ray and/or particular parabasal rays (see Remarks)ADD adds flux data to existing distribution data fileATTRIBUTE ioutput format control (see Remarks)OBJECT output

32、color controlNUMBER draw the rays number on the plots optional scale factor for the character sizeEVERY nplot only every nth ray instead of all the currently selected ones'title'optional title for plot (up to 64 characters)2. 菜單AnalysisCaculate Flux Distribution窗口如下：2.8 光線行進(jìn)（TRACE）時何時終止？ASAP

33、進(jìn)行光線追蹤的基本規(guī)則是： 1.如果一個光線束遇到黑體，它將止于該黑體，可以由SPOTS得到該光點； 2.如果一個光線束經(jīng)一個物體變向且不能再和其他任何物體相互作用，它將止于該物體，可以由SPOTS得到該光點； 3.如果一個光線束的FLUX值低于CUTOFF命令所設(shè)定的閾值，它將止于當(dāng)前的物體，可以由SPOTS得到該光點；4.如果一個光線束與同一個物體作用的次數(shù)大于HALT命令所設(shè)定的值，它將止于當(dāng)前的物體，可以由SPOTS得到該光點。 注：HALT n命令和CUTOFF OFF t n命令可以用來約束光路計算的次數(shù)，這可以避免光路做對結(jié)果影響很小的不必要的計算，從而提高計算的速度。2.9 如

34、何判別雜光并分析？我們往往需要分析某些特殊區(qū)域上的光線（例如汽車大燈近光3區(qū)的雜光）。做法如下：1. 首先進(jìn)行一般的計算分析；2. 觀察3區(qū)的分析結(jié)果，確定需要做細(xì)致分析的區(qū)域大小；3. 使用AnalysisChoose RaysSelect Rays，選擇上述區(qū)域內(nèi)的光線；4. 在命令行中輸入PATHS 0.1命令，顯示如下結(jié)果：- PATHS 0.1* WARNING PATHS might not be complete with current XMEMORY MIN setting OBJECTS Path Rays SumTO Percent Hits Curr Prev Spli

35、t/Scatter . 24 331 6.7E+01 7.3 3 75 53 0.000 11 318 6.4E+01 7.0 2 75 52 0.000 4 307 6.2E+01 6.8 2 75 54 0.000 21 266 6.0E+01 6.6 3 75 52 0.000 10 283 5.7E+01 6.3 2 75 51 0.000 19 282 5.7E+01 6.2 3 75 54 0.000 9 298 5.6E+01 6.2 2 75 53 0.000 2 212 4.5E+01 4.9 3 75 51 0.000. . 59 7 1.5E+00 0.2 2 75 57

36、 0.000 8 9 1.4E+00 0.2 3 75 57 0.000 74 5 1.3E+00 0.1 6 75 51 31.100 0.000 90 7 1.2E+00 0.1 6 75 54 31.100 0.000 77 5 1.1E+00 0.1 6 75 70 31.100 0.000 68 7 1.1E+00 0.1 6 75 53 31.100 0.000 80 8 9.2E-01 0.1 8 75 59 0.000 - 169 4914 9.1E+02其中Percent一欄表示相應(yīng)Path（光束）在選定區(qū)域上所占能量的百分?jǐn)?shù)。顯然上述數(shù)據(jù)中Path 24所占的份額最多，為7

37、.3%。Prev一欄表明該束光線由第53號物體發(fā)出，由此找到第53號物體需要調(diào)整。5. 如果第53號物體不能表明問題所在，則可以使用CONSIDER命令將第53號物體單獨選出，同上，再次應(yīng)用PATHS命令.依次類推，直到找到問題的根源！6. 如果在TARCE時，保存了光路歷史數(shù)據(jù)，就可以用HISTORY命令查看光路的全部信息！注：顯然，根據(jù)統(tǒng)計學(xué)的原理，樣本必須足夠大，結(jié)果才具有價值。所以，建議設(shè)定足夠多的光線參與計算，例如500萬，或者更多。2.10 ASAP編程和PROJECT1. ASAP編程ASAP提供了一個簡單易學(xué)的編程語言，它是如此的簡單，以至于你只要在一些指導(dǎo)下，只需幾天就可以利

38、用你的程序做很復(fù)雜的事情。BUILDER文件可以直接另存為（SAVE AS）程序文件（*.inr）。IGES數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后也能直接生成*.inr文件。前面第2.2節(jié)的例子，可以寫成下面的程序：SYSTEM NEW !系統(tǒng)設(shè)置RESETUNITS MM !單位毫米COATING PROPERTIES !涂層屬性 0.82 0 REF !反射 0 0.85 TRANS !透射 0 0 BLACK !吸收MEDIA !媒質(zhì)定義 1.5 N1 !N1的折射率為1.5 !定義F=25的拋物面為反射鏡SURFACE OPTICAL Z 0 2*25 1 ELLIPSE 60OBJECT REFLECTOR

39、 INTERFACE COATING REF AIR AIR!定義平面為玻璃的一個表面SURFACE PLANE Z 60 ELLIPSE 60OBJECT GLASS1 INTERFACE COATING TRANS N1 AIR!定義R=-100的球面為玻璃的另外一個表面SURFACE OPTICAL Z 80 100 0 ELLIPSE 60OBJECT GLASS2 INTERFACE COATING TRANS NI AIR!定義一個平面為光屏SURFACE PLANE Z 1000 RECTANGLE 650 650OBJECT PM INTERFACE COATING BLACK

40、 AIR AIR!定義光源,光點為螺旋狀分布,光通為1200LmEMITTING HELIX Z 23 27 5 1.5 0.18 5000 FLUX TOTAL 1200RETURN!光路計算,并顯示模型和一部分光線WINDOW Z 0 0 Y 0 0PLOT FACETS 1 1 OVERLAYTRACE PLOT 100!考察光點在屏幕上的能量分布CONSIDER ONLY PMWINDOW Y 0 0 X 0 0PIXELS 150SPOTS POSITION !該命令的結(jié)果是照度,而改成SPOTS DIRECTION的結(jié)果才是強度!用圖表的形式反映結(jié)果,并測量某些點的亮度DISPIC

41、TUREAVERAGE 3 3 !對數(shù)據(jù)作均化處理PICTURECONTOUR 15 GRID 100 100VALUES 0 0 CENTER 0 150 P1 0 150 P2 50 0 P3 50 0 P4!將結(jié)果保存為DIS數(shù)據(jù),RESULT1.DIS是文件名WRITE RESULT1.DISRETURN 在幫助文件ASAP66.hlp和ASAP/doc/manual.pdf文件中有詳細(xì)說明。 2. 項目-PROJECT:如果你的程序文件數(shù)很多，你就要用到PROJECT(項目)來管理你的文件，可以使用AutoRun讓它們自動執(zhí)行。如下圖示：這會節(jié)約你的時間，而且桌面看起來也會干凈一些。

42、2.11.使用$SCR命令定做窗口$SCR命令可以用于定制一些特殊窗口，例如參數(shù)選擇和提示，分析結(jié)果報表等。$SCR使程序修改和報表制作變得容易。命令格式是： $SCR FILENAME.SCR可以參見例子projects/samples/TailLamp/TailLamp.apfVALUES 10 5 P10U5L 10 -5 P10U5R -10 5 P10D5L -10 -5 P10D5R 測量各點的值VALUES 5 20 P5U20L 5 -20 P5U20R -5 20 P5D20L -5 -20 P5D20RVALUES 5 10 P5U10L 5 -10 P5U10R -5 1

43、0 P5D10L -5 -10 P5D10RVALUES 5 0 P5UV -5 0 P5DVVALUES 0 10 PH10L 0 -10 PH10R VALUES 0 5 PH5L 0 -5 PH5R VALUES 0 0 PHVZ1=P10U5L+P5U20L+P5D20L+P10D5L 賦值Z2=P5U10L+PH10L+P5D10LZ3=P5UV+PH5L+PHV+PH5R+P5DVZ4=P5U10R+PH10R+P5D10RZ5=P10U5R+P5U20R+P5D20R+P10D5R$SCR STOP 據(jù)測量的值和文件stop.scr定義窗口結(jié)果顯示如下:以下是文件stop.scr

44、的具體內(nèi)容:SAE J586 DEC89 Test Point RequirementsStop Lamps for use on vehicles less than 2032mmNumber of Lighted Sections: 1Maximum allowed candela at any point: 300Values are in candela:Test Point: Measured: Minumum: Test Point: Measured: Minumum:10U 5L P10U5L. 16 10U 5R P10U5R. 1610D 5L P10D5L. 16 10D

45、 5R P10D5R. 165U 20L P5U20L. 10 5U 20R P5U20R. 105D 20L P5D20L. 10 5D 20R P5D20R. 105U 10L P5U10L. 30 5U 10R P5U10R. 305D 10L P5D10L. 30 5D 10R P5D10R. 305U V P5UV. 70 5D V P5DV. 70H 10L PH10L. 40 H 10R PH10R. 40H 5L PH5L. 80 H 5R PH5R. 80H V PHV. 80ZONE1 Z1. 50 ZONE2 Z2. 100ZONE3 Z3. 380 ZONE4 Z4.

46、100ZONE5 Z5. 50 Z9:?其中:符號用于界定值,符號.n確定小數(shù)點的位數(shù)為n,2.12 燈泡建模光源是非常重要的。對于非標(biāo)準(zhǔn)的燈泡數(shù)據(jù)，需要自己測量燈泡的幾何尺寸，并建模；你需要在實驗室里測量物體的光學(xué)特性（材質(zhì)）（或查找相關(guān)資料）。然后在ASAP中定義燈泡模型，并檢驗合理性。為了判別燈泡模型的正確性，需要測量燈泡燈絲在空間上的光強分布（用Digital Set拍攝是一個取巧的辦法），并輸入到ASAP中與模型計算結(jié)果做比較，如有誤差，則修正。另一個檢定是與特定的光學(xué)系統(tǒng)做比較。ASAP可以將任何復(fù)雜形體（曲面）定義為一個發(fā)光體（光源），命令是： EMITTING OBJECT n

47、 m d 其中，n-曲面在OBJECT LIST中的排序，或者是曲面對應(yīng)的名字 m-曲面上每個面片的光線數(shù)目 d-光線分布在距離曲面距離為d的范圍內(nèi)，可以忽略不寫另外要定義燈泡能量大小，命令是：FLUX TOTAL 1350 (定義光通量)2.13 對于ASAP模型的一些建議 作為分析軟件，ASAP的操作并不是難題，事實上，困撓我們的是一些概念和如何在ASAP中真實地再現(xiàn)我們的光學(xué)模型。 ASAP的計算利用了光學(xué)統(tǒng)計原理。在ASAP中是以帶有能量和方向的隨機點來表達(dá)光線的，可以用命令SPOTS和PLOT RAYS來觀察它。 需要記住的是，光源，光學(xué)元件和檢測元件，是一個一般光學(xué)系統(tǒng)所不可缺少的

48、三部分。所以在模擬光路之前，你必須一一建好它們，并且使它能夠真正代表實際的光學(xué)產(chǎn)品。這是一項很困難的工作! 但很多人并不重視他們的模型，因此不能獲得正確的結(jié)果也就不奇怪了。 模型的數(shù)據(jù)是三維的，這往往要借助 3D CAD 軟件來創(chuàng)建。ASAP可以識別IGES數(shù)據(jù)。此外，你還要為曲面賦加光學(xué)特性。有時，你需要在實驗室里才能找到你滿意的參數(shù)。光源是非常重要的，BRO為用戶提供了標(biāo)準(zhǔn)的燈泡數(shù)據(jù)：燈泡的幾何尺寸和空間的光強分布規(guī)律。如果自己來做一個燈泡庫，就要一臺投影儀測量燈泡幾何尺寸；一臺可準(zhǔn)確定位的角度儀和光度計，及暗室，仔細(xì)測量燈泡在4球面上的光強。最后將數(shù)據(jù)輸入到ASAP中。這項工作很重要，否

49、則，燈具的分析和模擬就不能反映真實的情況。 光路的模擬計算在ASAP中是按光學(xué)原理（反射，折射和散射等）自動計算的。要想盡可能降低來自統(tǒng)計的誤差，光線的數(shù)目應(yīng)該足夠得多。在TRACE之后，我們可以通過ANALYSIS來獲取各個曲面上的光線數(shù)據(jù)：例如CONSIDER，SELECT，SPOTS，STATICS等，并使用命令DIS生成DISTRIBUATION數(shù)據(jù)，還可以保存(WRITE)為文件*.dis。工程師僅僅在計算機軟件里設(shè)定一些邊界條件，就可以解決所有工程問題了嗎？事實不是這樣的。我們必須記住，一個物體的模型或一種過程的模擬并不等于物體或過程本身，當(dāng)且僅當(dāng)模型或過程非常接近物體或過程本身時

50、我們才能以模型的形態(tài)可靠地推斷物體或過程的形態(tài)。再一次強調(diào)的是，分析工作的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確地建模。 在這里,我努力想讓事情變得容易理解，卻感到力不從心。所以，你需要勤勉地思考，還有更多的知識，才能理解它，熟悉它?？梢赃M(jìn)一步閱讀的有關(guān)文件有: CD-ROM下的文件:PRIMARY/*.*,MOVIES/*.*.安裝目錄下的ASAP/BIN/ASAP66.HLP,ASAP/DOC/MANUL.PDF等電氣照明，同濟大學(xué)出版社，1990-12；工程光學(xué)等。=附：WORDS:LSQFIT與運算規(guī)則相適應(yīng)的最小乘方(平方)Remove Singular Values that are Times Less Than the Maximum去除低于某指 定的最小值的異常值 Normalize Variab