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LED汽车近光灯设计【毕业论文设计】
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HG0/OPT team 翻译 Lottie 整理前言 在刚开始学习 TracePro 的时候，很希望有一本中文版本的使用手册，因为原版(英文) 太艰涩难懂，且有很多专业术语总把握不到其真正意思。可 TracePro 相关文章本就很少， 中文的就更只有寥寥几篇了。 恰好我们这些从事光学设计的同事，都对 TracePro 有很大的兴趣，因此就决定一起把 T
racePro 的英文手册翻译过来，作学习用。前后花了约半年多的时间，居然真的弄出来了， 虽然中间也曾有中断， 但幸好没有虎头蛇尾。 当最终翻译出来的时候， 有一种特别的成就感。 该手册中第一章和第二章 Neo 翻译，第三章 Land 翻译，第四章 Zollo 翻译，第五章 Michael 翻译，第六章 Ricky 翻译，第七章则是我自己(Lottie) 翻译。由于考虑到必要性， 第八和第九章就省略了。中间他们未完成的部分，则由我补上。 由于水平有限，加之在翻译的过程中对 TracePro 的了解还不是很深，在一些词句的翻 译上把握得不是很好，因此会有很多错误的地方。本想等做一些修正后再抛开来，但想想这 项工作量也不小，且以几个人的看法不一定全面；故先公开出来，等收到一些反馈后再作进 一步的修正。在使用的时候最好参考英文版本，这样会好理解一些。 声明：TracePro 手册（英文）著作权由 Lambda 公司所有，本中文版也仅可参考学习用， 任何人不得用于商业用途，更不得把本文买卖或抄袭，否则后果自负。 手册中不足之处，还恳请朋友们批评指正。Lottie
TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章第一章 绪论TracePro简介TracePro是一个实体模型的光学分析软件，TracePro用“普适光线追迹”技术来追迹光线， 这种技术允许你引入光线到一个模型，而在物件和表面相交处并没有引起额外的损失。在每个 每交点，个体光线遵从吸收、反射、折射、衍射和散射定律。 当光线在实体中沿不同路径传播时，TracePro跟踪每条光线的光通量。TracePro计算光的 吸收、镜面反射及折射、衍射和散射能量。 描述TracePro如何工作的最好方式是简要概括开始一个新的TracePro工程时所要进行的一 些步骤，如下如示，这些步骤会在接下来的几章里进行更深入的讨论。 1． 第二章“创建一个实体模型（Creating a Solid Model）”---第一步是建立或导入一 个几何模型，代表你所希望分析的系统。如果你是从草图中建立一个模型，几何图 形通常是刚开始简单而最终会变得很精确很详细， 这表明你的系统也超出了工程的 寿命。 2． 第三章“定义属性(Defining Properties)”---材料和表面属性代表希望物体所具备 的特征，如反射、折射、吸收和散射等。你可以使用TracePro属性库里定义好的材 料和表面属性，也可以制定新的属性满足你具体的要求。 3． 第四章“应用属性(Applying Properties)”--- －旦属性定义好，你可以应用这些属 性到你模型中合适的物件和表面上去。 4． 第五章“追迹光线(Raytracing)”---通过实体进行光线追迹，需先定义光线起始点， 有如下几种定义方式：栅格光源（Grid sources）、表面光源（surface sources） 和导入已有光源(Imported Sources)。如何引入光源到模型以及哪些光线追迹参数 会被调用，须根据实际情况来确定。 5． 第六章“分析(Analysis)”--- 一系列的分析选项可以用来确定方位、区域和光线追 迹后的光能量分布。分析选项有很多种，包括：辉度图(Irradiance Maps)、照度 图(Illuminance Maps)、坎德拉图(Candela Maps)和通量图(Volume Flux Maps), 还有详细光线历史信息，它们可以保存成数据文件，方便后期处理。 如果你是TracePro新手，将会发现用户界面是很容易学习的，你可以在一个很短的时间掌 握这些步骤。为何要进行实体建模实体建模是用一块块的虚拟材料在计算机中构造模型，如同你用实际材料建立实际硬件一 样。利用实体建模，你可以确信你在建立的物体在实际中可以建立的，而且你可以得到建模的 连贯性，避免许多建模的错误。实体建模正广泛地为机械设计者所应用。它被应用到所多有限 元分析（FEA）程序和机械计算机辅助设计（CAD）中。 利用实际建模有利于光学程序的原因基于如下几个方面： 1． 它使用已有的技术来建立有形系统，包括Non-Uniform Rational B-Spline(NURBS)表 面。 2． 它可以和其它设计分析程序共享和交换数据。 3． 它把相关的材料属性如折射率与模型中的实体物件连接起来。 4． 它防止一些共同的建模错误发生，如用五条边建立一个立方体。TracePro如何执行实体建模？TracePro是基于一个叫ACIS的特定实体建模引擎的，它由Spatial公司开发的。利用ACIS， TracePro可以很方便的与其它基于ACIS的软件共享实体模型数据。 目前有200多个应用程序是基 于ACIS的。TracePro也可以与其它非基于ACIS的CAD和分析程序交换IGES和STEP文件，并可以利By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章用可选ACIS转换模块导入镜头(lens)设计文件。 在TracePro建立的任何实体都会被当作是一个模型（model），在模型中的每个个体几何体 被称为物件（Objects）。在TracePro中，用实体建模的方法要求物件的表面是相邻的。物件可 是用TracePro来定义，也可以用其它软件(如CAD)之后再导入TracePro。TracePro实体模型中的 物体可以进行各种操作，包括把两个或更多的物件并成一个。为何要用Monte Carlo光线追迹?在TracePro建模时,运用Monte Carlo算法来模拟光线的散射（scattering）和衍射 （diffraction）. 在没有散射（scattering ）和衍射（diffraction）的情况下, 光线是以离 散的方式存在. 但是,当光线被物体表面散射之后,离散的光线分布会转变成连续的. 这些光线 的分布会一直传播到下一表面,在经过又一次散射后又会形成新的分布， 如此循环, 直到光线的 强度达到可以忽略的程度。 按照这样的方式对光线进行建模需要庞大且相当复杂的程序来实现。 Monte Carlo算法是一种用于计算随机过程所产生结果的一种技术。它曾用来对只能用统计学分 析的量子力学过程进行描述。Monte Carlo算法应用于光线传播，同样可以作为一种数值积分方 法来描述它。它被应用于传统的数值积分方法不能解决的问题。 在运用Monte Carlo算法进行光线追击时散射和衍射被做为一种随机过程。用离散的分布，或者 光线试样传播来代替连续的光线分布传播。 这些试样是以散射的分布作为概率密度随机采集的。 这就使更好的光线追击技术被用来模拟光线散射成为可能。 在 “brute force” Monte Carlo光线追击中，光线的方向是随机选取的，通过对大量光线的模 拟，能够得到值得信赖的模拟结果。TracePro 通过运用缩减变量技术（variance reduction） 来减少得到可信结果所需的光线数量。图形化用户界面TracePro运用易于使用的图形化界面对模型进行观察，添加，运用材料属性，表面属性以及光 源属性。界面中有许多快捷工具按钮和常用命令弹出菜单。通过单击鼠标右键可以将其打开。 模型的几何形状将显示于窗口之中。当你打开一个TracePro文件(指的是模型文件)，模型将会 以侧视轮廓的形式显示于窗口之中。此时的坐标系为y-z坐标系，y轴指向上，z轴指向右。多窗口显示TracePro拥有多文档都图示的用户界面。这就意味着你可以同时打开多个文件机模型文件，而 且你可以将一个模型的不同视图同时打开。要打开同一模型的多个视图，只需鼠标选择你需要 的模型窗口，然后选择Window|New Window菜单.。你也可以点击工具栏上的快捷按钮New Window来实现FIGURE 1.1 - Window control Toolbar buttons: A) New Window, B) Cascade Windows, C) Tile Windows Horizontally, D) Tile Windows Vertically 一旦多模型窗口建立，你就可以在各个窗口中进行独立的视角控制。同普通窗口一样，各窗口 可以平铺，层叠，最小化。同样可以用图1.1中的快捷按钮来进行操作By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章FIGURE 1.2 - A single model viewed in different orientations in multiple model windows 如果你需要同时打开不同的模型，只需要从File/Open 菜单中将其打开即可，同样可以使用 Open 按钮。需要打开的模型将会在新窗口中打开。一旦所需的模型被打开，你就可以独立的 对模型进行操作。正如图1.2所示。留下对当前窗口进行过的操作记录是非常重要的。任何操作 （如光线追击，应用属性）都将被应用到但前选择的窗口中。当运行在多窗口模式下时，你应 该记住要先选择要进行操作的窗口，然后在进行功能操作。系统树系统树位于模型窗口的旁边，它用分级结构显示模型的物体和表面。在复杂的模型中，它提供 一种方便快捷的方式来对物体和表面进行选取。通过拖动窗口的边框，可以将系统树显示出来。 系统默认的系统树位于窗口的左边。不过，你可以用View|Customize对话框来进行改变。 同样你可以通过Windows|Split 菜单来打开系统树。FIGURE 1.3 - The System Tree Splitter Bar at the default location 如同图1.4，在你打开系统树后，你可以看到“+” 符号，它表示该项是可以被展开的。FIGURE 1.4 - The System Tree made visible by the splitter bar 如果你在系统树中选取了一个物件或一个表面，该物件或表面将会变为黑色来表示被选中。同By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章样的，当你在窗口中选中物体后，系统数中的相应项也会被突出显示出来。FIGURE 1.5 - The System Tree window after expanding Object 1 当物件1展开后，你会看到： ? 相互独立的表面 ? 材料属性目录 ? 材料属性名称 将表面项展开后，你同样会看到： ? 表面属性 ? 可选光源属性（Optional source property） 建议将系统树一直打开，它将有助于你： ? 使你的工作可视化 ? 选取目标交互菜单TracePro提供对于当前激活的窗口敏感的环境交互式菜单。建模窗口式经常显示的窗口，它的 拥有主菜单（文件，编辑，视图等等）。主菜单在属性编辑器或分析窗口打开或被激活后会发 生变化。手册后面会介绍这些窗口，但需要注意的是活动窗口控制菜单工具栏。要返回一个特 定的菜单，点击所希望的窗口或从窗口(Window)菜单列表中选择。 另外，每个窗口会拥有一个活两个弹出窗口。通过右键单击可以激活它们。 图1.6所示的是三个根据当前不同选取对象自动生成的弹出菜单。参看“选择物体，表面和边沿” 在1.7页By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章FIGURE 1.6 - Model window popup menus for No Selection, Object Selection, Surface Selection.用户默认值用户默认值将初始对话目录存储在tpdefs.ini 文件中。光线追击与分析对话框有设置默认值按 钮。按下Set Defaults 等同于按下Apply 按钮。一旦默认值被更新，TracePro将会在下次启动 时运用该值。 删除位于TracePro安装盘上的tpdefs.ini文件，就可以返回工厂默认值。物件与表面更改名称 对于用“Object 1” and “Surface 1.”作为物体名称，对物体命名是比较明智的。它可以使你对物 体细节有较多直观的了解。只需在系统树中点击物件名称即可修改。注意，物件名称不是唯一 识别物件的方式，因为不同物件可以拥有相同的名称 选择物件，表面和边缘 通过系统树 通过系统树进行物件选择只需点击与之相应的物件名称即可。要选择位于物件上的特定表面， 首先先确认改表面所属的物件项目展开，然后单击所需物件表面的名称。记住这些在系统树中 的物件名称是可以更改的。相应的物件会高亮显示于模型视窗中。一条边沿在系统树中是不能 被选取的。你可以Shift或Ctrl键来进行多个物体的选取。通过Shift键，你先选择第一个物件，按 住Shift不放， 然后在选择第二个物件， 两个物件中的所有物体都将会被选中。 如果用Ctrl键选择， 则只有点击的两个物件会北选中。 附注:Shift键选择只能选择同一类物体。如果第一个选择的是物体，而第二个选择的是表面，那 么只有表面会被选中。 通过建模窗口选择选择一个物体,首先点击工具栏中的按钮或选择Edit|Select Object 菜单，然后在建模窗By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章口中选取你所需的物件。你同样可以选用在rubber band mode中的选取工具。选取表面。首先点击工具栏上的按钮或选择Edit|Select Surface菜单，然后点击说许有的 表面。同样的， 如果你想要选取物件的边沿， 你可以点击工具栏中的按钮或选择Edit|Select Edge 菜单然后点击你说要的边沿。移动物件或其他操作 首先如同上面讲到的一样进行选择选择。 按住Ctrl键然后点击物件， 添加更多的物件到所选择的 物件中。 移动一个或多个物件，按下Translate toolbar 按钮或选择Edit|Object|Move 菜单，只需 直接拖动物件到新位置即可。按住Ctrl键，你也可以复制当前选取物件并将其拖动到新位置。这 些操作适用于所有个人标准窗口。 通过使用Edit|Object|Move对话框，你同样可以用数字精确控制物件的移动位置。通过 Edit|Object|Rotate 对话框，则可以精确转动物体。 通过标准的Windows 编辑控制你能进行剪切，复制，粘贴操作。同样，你也可以将一个模型剪 切，复制，粘贴到另外一个Tracepro的模型中去。甚至你可以在TracePro，基于ACIS标准的应 用程序之间进行剪切，复制，粘贴操作。 最终，你可以通过选择Edit|Object|Move和Edit|Object|Rotate对话框中的Copy按钮来建立一系 列的物件交互式视角和编辑 使用View和Edit菜单，你可以通过鼠标进行视角变换，移动和旋转一个物体或一组物体。比如 说，你可以对窗口视角进行放大，缩小，旋转图面。与之相对应，窗口底部的状态栏会显示鼠 标的状态参看2.35章“视角改变” 法线和向上方向 Normal and Up Vectors TracePro采用X，Y，Z相互垂直的3维直角坐标系。通常需要定义一个平面来对模型进行观察或 者对数据进行显示。 该平面按照两各方向相互垂直来定义， 即法线矢量和向上矢量 （the Normal and Up vectors）。 法线矢量是垂直于平面的光线，你可以将你的屏幕想象成一张放在桌子上的纸，于屏幕或纸面 向垂直的方向就是法线矢量。 向上矢量（Up vector）通常是用来指定向上的或者是Y方向的任意参考方向。一个矩形平面拥 有不一样的长和宽，沿长轴定义向上矢量将会定义高是长的而宽是短的，反之亦然。 TracePro对于建模空间没有进行设定，因此需要你定义一个矢量组来进行建模。对于光学工程 师和镜头设计者来说像面应该有一个X＝0、Y＝0和Z＝1的法线矢量，以及一个X＝0、Y＝1和 Z＝0的向上矢量。.照明工程师和灯光设计师通常认为目标平面对应于法线矢量为X＝0、Y＝－ 1和Z＝0，向上矢量为依赖于模型方位的XZ平面0方位角的方向。 法线矢量和向上矢量确定的平面提供一个灵活的环境以用来建模和分析模型，使得一些约定在 TracePro 中有很好的兼容性。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章建模属性 Modeling Properties TracePro包含有一个关于光学建模，机械材料建模和物体表面材质属性的数据库。 ? 材料属性 可以应用于某一物体也可以用于整个系列的物件。 这些属性包含折射率， 吸收系数， 温度及散射。 ? 定义物体表面边界， 通过参数可以精确定义为吸收体， 镜面反射体， specular transmittance, BRDF，BTDF和表面温度 ? 光源属性是特殊的表面属性，用来定义表面是如何发光的。另外的属性用来定义表面和物件 的特殊性质。 定义的具体细节参见第三章。 应用属性 为了让TracePro所建的模型在光线最终和分析时拥有其自身的属性，你需要将这些光学的，机 构的，光源的属性应用于适当的物件和表面。通过点击Define|Apply Properties菜单，来快速预 览所运用的属性是一条比较有效的方法。运用属性对话框将会打开。第四章会详细介绍这些属 性。 组和用户数据 Class and User Data 组和用户数据是在复杂的模式下用户对界面进行管理的属性。通过点击Apply Properties 对话 框中的表格来进行运用。你将会看到让你对一个或多个物件应用的唯一的名称的组名。该功能 对于建立物件组群很有帮助。运用组将可以在进来的TracePro版本进行扩展。非模态对话框Modeless Dialog Boxes很多 TracePro 的操作是通过对话框来完成的。 同时有很多 TracePro 的对话框是 modeless. 一 个 modeless 对话框意味着你可以在对话框打开的情况下进行操作。Modeless 对话框使你可 以将几个对话框同时打开。比如说，你打开了 Apply Properties 对话框，同样你可以选择工具 栏上的 Select Surface 按钮。然后有可以回到 Apply Properties 对话框来进行表面属性的选择。 接下来到建模窗口中选取你想进行属性操作的表面。在回到对话框选择应用属性按钮来将属性 应用于表面。 表达式求值Expression Evaluator 在TracePro中的很多对话框中,，你会遇到黄色的数据输入框。黄色表示该框建立在表达式求值 程序之上。 你可以键入数学表达式在该框中来进行运算。 这些数学运算包含+, -, *, /和三角函数。 为了使表达式求值程序知道输入的使数学表达式，表达式必须以等号开头(=)。计算结果不会在 输入框中显示。FIGURE 1.7 - Portion of a dialog box showing an example of the Expression Evaluator. The Expression Evaluator can be used in any numerical data entry field which has a yellow (default) background.By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章For a complete list of valid input for expression Table 1.1. 表 1.1: 表达式命令表 1.1: 表达式命令By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章交互式在线帮助 TracePro 有交互式在线帮助. 在软件中点击帮助帮助按钮即可激活在线帮助， 或者按下 Shift+F1组合键。这是标准的Window特征。按下帮助按钮，然后选择菜单上的项目或者按下工 具条上的按钮，就可以得到你想到的帮助。当光标使菜单项目高亮时，也可以按下F1键就可获 得相关的帮助。帮助里面也有TracePro里可用到的参考材料。通过Help Topics或Macro Reference 就可获得相关的参考材料。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章第二章 实体建模实体建模简介立体建模使一项用虚拟物质建立计算机模型的技术，它就像你用真实的物质建模一样。一个三 维立体模型被定义为由有限的表面组成。通过立体建模你可以避免普通建模的很多错误。你可 以相信你所建的模型外形上使正确可信的。TracePro拥有许多方法来建模和对模型进行操作。 ? 可从其他立体建模程序导入 ? 可从镜头设计程序导入- TracePro将自动生成立体模型 ? 可用TracePro建立块，柱，锥，球面和薄纸thin sheets. ? Create solid objects needed for optomechanical systems 包括光学元件，反射体，集中体 concentrators, 菲涅耳透镜，baffle vanes. ? 通过布尔运算建立复杂模型，布尔运算包含：相交，相减，联合 ? 通过Sweep和Revolve命令对模型进行修改。Model UnitsTracePro模型可能通过几种测量单位来进行创建和显示。所说的对话框将会在本章和全书中提 及。建模的单位被设置为预设值并被保存在TracePro OML 文件中。参见2.41. TracePro采用毫米对几何数据和运算结果进行记录。输入的数据将会被缩放来进行显示。位置和旋转许多对话框提供位置和选择输入，在建模过程中，TracePro将会在原点建立模型并通过输入的 位置和旋转数据进行更改。物件的位置根据午物件所在的工作坐标系（WCS）而定。TracePro 提供选项来显示物件的WCS 。 旋转是应用欧拉角并相对于WCS进行操作的。这同在镜头设计程序中旋转物体表面相似。首先 对于X轴旋转，然后对于Y，最后对于Z。变换到某一角度的操作比一定是一样的。The resulting orientation is not necessarily unique. 不如说，物件先以X轴转动90度然后以Z轴转动90度和以 Y轴旋转90度是一样的。定义初始物件运用Insert|Primitive Solid 和它打开的对话框来建立初始物件。对话框是格式化的，包含：块， 柱或锥，环，球面和薄纸。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章FIGURE 2.1 - Insert Primitive Solid dialog box 块，柱或锥，环提供特定的旋转角度供你建模时使用。每一个旋转角都是相对于每一个坐标轴 的。当你选择插入Insert按钮时，模型首先在原点创建，然后分辨沿XYZ轴旋转，最后移动到你 指定的位置。TracePro内建立的模型大多数可以在创建他们的同一对话框中使用Modify按钮进 行修改。如图2.1. 你可以选择当前已经创建的物体通过使用Insert|Primitive Solid 对话框来访 问和修改物体的各项数据。如果没有选择合适的物件，Modify按钮将不能激活。FIGURE 2.2 – 块物件 建立块物件：By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章1. 选择Insert Primitive Solids中的块选项卡 2. 输入x， y，z宽度 3. 输入块的中心坐标 4. 如果你想旋转块，则输入相对于x， y，z 坐标轴的旋转角 5. 点击Insert 按钮创建块 如果没有看见所创建的物件，可能是它不在视场之内或体积太小。可以通过改变窗口视场大小 来进行观察。FIGURE 2.3 - Cylinder primitive object 创建圆柱： 1. 选择Insert Primitive Solids中的圆柱选项卡 2. 选择圆柱Cylinder radio按钮 3. 输入底面中心的XYZ位置 4. 输入半径 5. 输入圆柱长度 6. 如果想要旋转圆柱分别输入相对于XYZ坐标轴的旋转角度。对于Z轴，不存在旋转。 7. 点击Insert 按钮创建圆柱 如果想要创建椭圆柱，则要设置椭圆窗口Elliptical box同时输入小径Minor Radius.By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章FIGURE 2.4 - Cone primitive object 创建圆锥： 1. 选择Insert Primitive Solids中的圆柱圆锥Cylinder/Cone选项卡 2. 选择圆锥半径按钮 3. 输入圆锥底面x， y，z 值 4. 输入圆锥底面半径 5. 输入圆锥长度 6. 输入圆锥顶面半径 7. 如果想要旋转圆锥分别输入相对于XYZ坐标轴的旋转角度。对于Z轴，不存在旋转。 8. 点击Insert 按钮创建圆锥 If you want an elliptical cone, place a check mark in the Elliptical check box and enter the Base Minor Radius. I如果没有看见所创建的物件，可能是它不在视场之内或体积太小。可以通过改变窗口视场大小 来进行观察。圆环主，次半径如2.5.图所示By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章FIGURE 2.5 - Torus primitive object showing major and minor radii 创建圆环： 1. 选择Insert Primitive Solids中的圆环Torus选项卡 2. 输入主，次半径 3. 输入中心的XYZ位置 4. 如果想要旋转圆锥分别输入相对于XYZ坐标轴的旋转角度。对于Z轴，不存在旋转。 5. 点击Insert 按钮创建圆环 I如果没有看见所创建的物件，可能是它不在视场之内或体积太小。可以通过改变窗口视场大小 来进行观察。FIGURE 2.6 - Sphere primitive object 创建球体： 1. 选择Insert Primitive Solids中的圆球sphere选项卡 2. 输入半径 3. 输入中心的XYZ位置 4. 点击Insert 按钮创建圆球 I如果没有看见所创建的物件，可能是它不在视场之内或体积太小。可以通过改变窗口视场大小 来进行观察。Thin Sheet单面是一多边形围成的面。通过输入各定点的(x, y, z)位置来定义单面。一旦单面被定义，我们 就可以通过swept或 revolved来建立一个实体。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章FIGURE 2.7 - Thin Sheet primitive objects注意： 多边形的边界必须是封闭的。 多边形的各条边不允许相互交叉。通过将多边形的最后一个点和 第一个点连接，来使多边形封闭。单面初始定义为一个平面。如果定义的各顶点不在一个平面 内，TracePro将会用曲面来填充多边形。由于单面没有厚度没有体积，在单面上应用材料属性 可能会导致错误。单面主要用来作为反射元件（只有表面属性）或者作为swept or revolved 形 成3D实体的旋转面。 创建单面： 1. 选择Insert Primitive Solids中的单面Thin Sheet选项卡 2. 输入多边形各顶点的坐标 3. 点击Insert 按钮创建单面. I如果没有看见所创建的物件，可能是它不在视场之内或体积太小。可以通过改变窗口视场大小 来进行观察。浮动工具栏创建只要对象 （Rubber band Primitives）除了上面介绍的方法，通过浮动工具栏上的按钮同样可以建立这些主要目标创建球体 1. 选取球体工具 2. 鼠标单击并拖动鼠标到所需的半径长度。 3. 单击鼠标，完成创建过程 创建圆柱： 选取圆柱工具 鼠标单击并上下拖动鼠标确定底面半径 释放鼠标并左右移动确定圆柱长度 单击鼠标，完成创建过程1. 2. 3. 4.By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章1. 2. 3. 4.创建锥体：: 选取锥体工具 鼠标单击并上下拖动鼠标确定底面半径 释放鼠标并左右移动确定锥体长度 单击鼠标，完成创建过程1. 2. 3. 4.创建块： 选取块工具 鼠标单击并上下拖动鼠标确定底面边长 释放鼠标并上下移动确定块的高度 单击鼠标，完成创建过程Defining TracePro SolidsTracePro允许你建立在光机一体机中常见的光学元件，如菲涅耳透镜（Fresnel lens），反射体 （reflector），灯管（tube）和baffle vane。除非球面镜外，TracePro通过建立主要目标并通 过布尔运算来建立这些比较复杂的物体，不过这个过程会相当枯燥乏味。透镜（Lens Element）C Standard Expert 插入透镜Insert|Lens Element菜单或插入透镜工具按钮将会打开的对话框允许你全面的 对透镜进行详尽的设置如：曲率（或半径），厚度，材料，孔径形状大小位置的设置。你也可 以通过透镜功能并运用镀膜的方法来建立一个反射镜。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章FIGURE 2.8 - Insert Lens Element dialog box 在你将所有透镜参数输入后，回到透镜选项卡并点击Insert Lens 按钮来创建一个透镜。只要不 断输入透镜参数并点击Insert Lens 按钮就可以创建多个透镜。 插入透镜Insert|Lens对话框是一 个非模态对话框，所以你可以将其打开并留在桌面上已备后用，同时你可以进行其他操作。 你同样可以通过同样的对话框对已有的透镜进行修改。首相你要选中所要修改的透镜，然后透 镜选项卡上的修改按钮会被激活，就该参数后，点击修改按钮即可。如果选取的对象不是透镜 修改按钮将不会被激活。透镜选项卡 通过透镜选项卡你将可以输入： 1. 透镜表面的曲率半径或半径 2. 每个表面的二次曲线Conic常数 3. 中心厚度 4. 材料类别 5. 材料名称 如果你选取了圆柱Cylindrical框，对话框将会使二次曲线常数conic constant选项变为选旋转 rotation选项。输入旋转角度，透镜将会以z轴旋转。 默认设置的玻璃牌号为SCHOTT BK7 一旦你将数据输入完毕即可点击Insert Lens按钮来建立透镜透镜表面按照下面公式生成：By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章其中 ， 相对于垂直于透镜的表面， The x, y, z coordinates above are local coordinates relative to the vertex of the surface. See “Aspheric tab” on page 2.10 for details on entering Aspheric lens terms. TABLE 2.1. 二次曲面常数表 Conic Contact K 小于 -1 -1 -1 到 0 0 大于 0 Conic Type 双曲面 抛物面 椭球 球 回转椭圆体 oblate spheroid下面使修改透镜的步骤： 1. 窗口或系统树中选取透镜 2. 选取Insert|Lens Element菜单 3. 修改数据并点击修改按钮 之后TracePro便会应用你的修改。 如果你用其他的工具来进行修改， 如使用布尔工具， TracePro将不在将修改后的物体作为透镜。 布尔操作将从总体上改变物体的属性， 所以修改透镜最好的方法是使用Insert|Lens Element 对 话框中的修改按钮。 孔径选项卡 通过孔径选项卡你将设置： 1. 孔径形状 2. 孔径尺寸 孔径的形状将是圆形，方形或椭圆。孔径定义外径或镜头的正方形孔。 障碍物选项卡 Obstruction tab 通过障碍物选项卡你将设置： 1. 障碍物形状 2. 障碍物尺寸 The obstruction形状可以没有，也可以是圆形，方形或椭圆。TracePro运用障碍物来在透镜上 开口和孔，插入不透明的块和圆柱来模拟透镜上某一部分的光线黯淡的情况。 方向选项卡 通过方向选项卡你将设置By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册1. 在全局坐标global coordinates中的第一表面顶点的x, y, z 坐标。 2. 透镜相对于x, y, z轴的旋转角第一章＆第二章非球面选项卡 Aspheric tab 通过非球面选项卡你将可以设置每一表面的旋转对称非球面系数（rotationally symmetric aspheric coefficients） 在下拉菜单中选取需要设置非球面系数的表面，从r1到r29设置表面的系数。非球面按下列公式 生成：。The x, y, z coordinates above are local coordinates relative to 其中 Each surface may have aspheric terms. 非球面选项卡使用电子表格输入数据。如图2.9， 对应于R^i 行FIGURE 2.9 - Aspheric Tab in Insert Lens dialog菲涅耳透镜 （Fresnel Lens）插入菲涅耳透镜Insert|Fresnel Lens菜单将会打开的非模态对话框允许你全面的对菲涅耳透镜 进行详尽的设置如：材料，物/像距。 在对话框你将输入： 1. 圆环宽度（Ring width）或线（lines）/单元（unit）长度 2. 基片厚度（Thickness of the substrate） 3. 基片半径（Radius of the lens substrate） 4. 材料类别，材料名称及设计波长（design wavelength）By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册5. 物距（Object distance） 6. 像距（Image distance） 7. Origin or location of the center of the part 8. 指定方向的旋转角度 LC Standard Expert第一章＆第二章FIGURE 2.10 - Insert Fresnel Lens dialog box and resulting Fresnel Lens 圆环宽度指的是菲涅耳透镜上单个圆环的宽度, while the lines/unit length specifies the inverse of the ring width: 单位长度上圆环的个数(e.g. 50 lines/inch). 你可以两个量其中的一个，另一 个量会自动计算出来。 物，像距特别指的是点对点成像的情况。在数据输入完毕以后TracePro将会在圆锥面上建立菲 涅耳透镜。The facet angles will be chosen so that从透镜左边一点的光线 距离与at a distance equal to 物距the object distance is imaged optimally into a point at a distance equal to the image distance on the right side of the lens. 计算菲涅耳透镜facet angles的公式如下：其中 是光线入射角， 是光线的出射角，n是材料的折射率，β是facet angle。公式将生成 最优化或“非球面”的菲涅耳透镜，但并不等同于将多个球面的片断压平到一个基片上 TracePro将物、像距零认为是在无限远处。负的举例会被认为是虚像或虚物。反射体 （Reflector）插入反射体IInsert|Reflector菜单将会打开的非模态对话框允许你全面的对反射体进行详 尽的设置如：为灯或为聚光体（concentrator）。对话框设置有6个选项卡来对不同的反光体或 聚光体进行设置： ? 二次曲面ConicBy HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册? 3D混合物 ? 凹槽Trough (圆柱Cylinder) ? 联合凹槽Compound Trough ? 举行据光体Rectangular Concentrator ? Facetted Rim Ray第一章＆第二章反光体由对话框中设定的具一定有形状和厚度的材料构成。下面的部分描述了反射体的类别。 二次曲面Conic 二次曲面反射体圆锥，二次曲线旋转而成。 这些曲线为： ? 圆 Spherical ? 抛物线 Parabolic ? 椭圆曲线 Elliptical ? 双曲线 HyperbolicFIGURE 2.11 - Elliptical reflector with a hole at (0,0,0) 这个对话框允许你在上面的基本曲线中，选取一种建立一个基本的反射体形状。你同样需要指 定厚度，曲线顶点处孔的半径，位置。没有旋转的反射体将会以图2.11一样方向建立，它的对 称轴将与z轴平行，开口方向将朝z轴的正方向。 现面是一个位于坐标原点处，在其顶点处有一孔的椭圆反射体体。如果你在曲面顶点处不需要 设置孔就将孔的半径设置为0。 对于设置二次曲面反射体必须的参数是：By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册? ? ? ? ? ? ? ? ? 面型(e.g. 圆形circular, 椭圆elliptical, 等等.) 长度Length (从顶点到反射体边缘的距离) 直径Diameter 曲率半径Radius of curvature (球面spherical) 焦距Focal length(s) (非球面non spherical) 厚度Thickness 孔的半径Hole radius (位于曲面顶点的可选的孔) 原始坐标Origin (顶点的x, y, z 坐标) 旋转Rotation (相对于顶点的x, y, z旋转角)第一章＆第二章FIGURE 2.12 - Insert Conic Reflector Dialog 反射体长度，直径和半径/焦距是相互关联的。你可以输入其中的一些参数并应用下拉菜单来将 其他的参量计算出来。例如，如果你要建立一个适合已知的体积volume的抛物线型反光体你就 应该输入反光体的长度和半径。如果已知的是它的直径和焦距则你可以将长度计算出来。3D 混合体 （3D Compound） 一个3D混合体就是一个3D混合聚光器。你可以通过选项卡来建立： ? CPC (混合抛物线聚光器 Compound Parabolic Concentrator), ? CEC (混合椭球面聚光器 Compound Elliptical Concentrator) 该对话框实际上允许你通过设置CPC或CEC来建立从抛物面到椭圆面的左右面型。分别输入倾 斜轴 （axis tilt） lateral shift， ， 聚光体长度 （length of the concentrator） 就可以创建介于CPCs ， 和CECs的面型来。建立理想CPCs和CECs，你必须输入对话框中各参量当中的一个 创建3D混合体的必要参量是： ? 面型 Shape (椭圆Elliptical, 抛物面Parabolic, 或双曲面Hyperbolic)By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册? ? ? ? ? ? ? ? 前端长度Front length (焦点到聚光器入口端的距离) 后端长度Back length (焦点到聚光器出口端的距离) 侧焦距Lateral focal shift (等于聚光器出口的半径) 厚度Thickness 倾斜轴Axis tilt (等于聚光器可接受的角度) 焦距Focal length(s) 坐标原点Origin (出口的x, y, z 坐标中心) 旋转角Rotation (x,y,z轴关于出口中心的旋转角)第一章＆第二章注意: 圆锥反射体是3D混合反射体的一个特例。你可以通过将倾泻轴Axis tilt 和侧焦距Lateral focal shift 设置为0来实现。 更多关于聚光体的信息参看：High Collection Nonimaging Optics, W.T. Welford and R.Winston, Academic Press, New York, 1989, ISBN 0-12-. 抛物面聚光体 （Parabolic Concentrators） 混合抛物面聚光体Compound Parabolic Concentrator (CPC)可以将其想象成一个抛物超环面 （parabolic toroid）比如说一条抛物线绕不是其对称轴的轴旋转而成的曲面。混合抛物面聚光 体可以通过对一条抛物线进行倾斜，旋转等操作来生成。 当面型参数按照Welford －Winston理论给定，CPC是理论上最好的对一定距离的光源进行聚 光的面型。同时TracePro 同样允许你建立非光学的concentrator surface. 在TracePro中，CPC的形状由前端长度（Front length），后端长度（Back length），侧焦距 （focal shift）和表面倾斜轴（Axis tilt of the surface）确定。坐标原点和旋转角用于指定CPC 的位置和方向。通过后端长度可以做非规范的CPC，规范的CPC的后端长度为0。增加后端长 度将会使CPC沿出口端点增长。反之，则使CPC长度变短。前端长度和后端长度都是从抛物线 的焦点其中一个端点的距离。 相关的描述如图2.13：FIGURE 2.13 - Compound Parabolic ConcentratorBy HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章坐标原点用（X，Y，Z）坐标来表示，L是前端长度，θi 是轴倾斜角，ρ0是侧焦距。如果输 入旋转角，CPC首先关于X轴旋转，然后关于Y轴旋转，最后关于Z轴旋转。 要做一个规范的或者说是理想的CPC，首先要选择一个可接受的角度（等于轴倾斜角）和出中 半径，然后确定焦长和聚光器的总长，焦长由下面的公式获得：其中a是出口长度，θi 是角度。 总长的计算公式为：也可以选择这四个参数中的任何两个，然后再确定另外两个。要在TracePro中应用这种理想的 CPC，需要设置前端长度等于总长L，后端长度为0，轴倾斜角等于θi ，侧焦距等于a。为什么 侧焦距要等于a不是很么的显而易见， 它是根据光线的边界条件来确定的。 边界条件的结果认为 抛物线已经如此偏离焦点，以至于其中一边是紧靠另外一边了。详细请看Welford and Winston 的论述。 凹槽 Trough (圆柱 Cylinder) 凹槽或圆柱反射体是圆锥部分通过挤压形成的反射体，能够被TracePro定义的凹槽有： ? 圆柱 Circular cylinder (普通的圆柱) ? 抛物面圆柱 Parabolic cylinder ? 椭圆柱 Elliptical cylinder ? 双曲面圆柱 Hyperbolic cylinder 凹槽在长方向上，凹槽的顶点处，同样有光学slitFIGURE 2.14 - Elliptical Trough with Slit 创建凹槽的必要参量： ? 面型 Shape (圆Circular, 椭圆Elliptical,抛物线Parabolic,双曲面Hyperbolic)By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册? 长度 Length ? 厚度 Thickness ? 深度 Depth (顶点到边沿的距离) ? Slit宽度 ? Slit长度 ? 焦距长度 Focal length(s) (或圆柱的半径) ? 坐标原点 Origin (x, y, z coordinates of the vertex) ? 旋转角 Rotation (x, y, z rotation angles about the vertex)第一章＆第二章混合凹槽 （Compound Trough） 混合凹槽反射体除形成它是通过挤压而不是通过旋转形成外，同3D 混合反射体相似。除了需 要指定凹槽的长度外（即沿挤压方向），在3D混合反射体中讨论的内容在这里均可适用。FIGURE 2.15 - Compound Trough Reflector 创建混合凹槽的必要参量是： ? 面型 Shape (椭圆或抛物面) ? 前端长度Front depth (聚光器入口到焦点的距离) ? 后端长度Back depth (聚光器出口端到焦点的长度) ? 侧焦距Lateral focal shift (等于规范聚光器的出口半径) ? 厚度 Thickness ? 长度 Length (沿挤压方向) ? 倾斜轴 Axis tilt (equal to the acceptance angle for a textbook concentrator) ? 焦距 Focal length(s) ? 坐标原点 Origin (x, y, z coordinates of the center of the exit port) ? 旋转角Rotation (x, y, z rotation angles about the center of the exit port) 矩形聚光器 （Rectangular Concentrator） 一个矩形聚光器由两个相互垂直的混合凹槽反射体形成。 在XZ或YZ平面内， 矩形聚光器的剖面 都是混合圆锥曲线，同时在任意的XY平面内都是一个矩形。在矩形聚光器对话框中，需要输入 两个混合圆锥同时需要输入创建普通矩形的参量。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章FIGURE 2.16 - Rectangular Concentrator Reflector创建矩形聚光反射器的必要参量： ? 面型 Shape (椭圆或抛物面) ? 前端长度Front depth (聚光器入口到焦点的距离) ? 后端长度Back depth (聚光器出口端到焦点的长度) ? 侧焦距Lateral focal shift (等于规范聚光器的出口半径) ? 厚度 Thickness ? 倾斜角 Axis tilts in x and y (等于规范聚光器的可接受角) ? X，Y方向上的焦距 Focal length(s) in x and y ? 坐标原点(出口中心在x,y,z坐标轴上的位置) ? 旋转角 (出口中心在x,y,z轴上的角) 小平面边沿光线（Facetted Rim Ray） 小平面反射器经常用来产生一个均匀的发光发布，以当作扩展光源。小平面给反射器的输出进 行滤波，使物体的图像质量产生影响。TracePro中的小平面边沿光线是给一个确定光源、盒子 和光照平面提供的优化器。为了指定反射器，首先要确定盒子高度Yp和宽度Zp（位置），如图 2.17所示。输入光源高度和到反射器顶点的距离，光源位置。再输入所希望输出的大小，目标 高度和位置。TracePro就会从光源顶部追迹一条光线到盒子的位置（Yp,Zp），再到目标顶部。 反射定律将会用来确定小平面的角度。然后TracePro将会扩展小平面，以便从光源底部发出的 光线，能到达小平面的底部，再到达目标的底部。这就定义了第一个小平面。另外的小平面也 如此定义，直到反射器的顶点相交。这个小平面可以基于#Facets/Row进行旋转，形成立体的 反射器。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章FIGURE 2.17 - Left: top and bottom rim rays trace Right: package and facet profile 指定一个矩形聚光器所需要的参数有： ? 厚度Thickness ? 小平面数# Facets/Row (对于一个圆形反射器，当轮廓面要沿Z轴作sweep时的小平面数目) ? 长度Length (对于凹槽反射器) ? 高度Height (盒子半径) ? 位置Location (从反射器顶点到盒子的Z方向距离) ? 光源高度Source Height (光源在Y轴方向上的半径) ? 光源位置Source Location (反射器顶点到光源原点在Z方向上的距离) ? 目标高度Target Height (目标在Y轴方向上的高度) ? 目标位置Target Location (目标顶点到光源原点在Z方向上的距离) ? 原点 (反射器顶点在坐标轴上的位置) ? 旋转角 (反射器顶点相对于x,y,z坐标轴的角度)管 （Tube）通过插入｜管菜单或者工具栏上的按钮就会打开一个非模态对话框，在该对话框中可以 建立一个诸如镜桶或遮光箱之类的管物件。可以创建圆锥形或矩形的管。一个圆柱管可以这么 创建：把圆锥管两个底面的半径设置成一样。圆锥管的横截面也可以是椭圆形的。在管对话框 中可以设置： ? 壁厚 Wall thickness ? 管长 Length of the tube ? 橫截面形状 Cross-sectional shape（椭圆或矩形） ? 椭圆管基面和顶面的半径 Inside radius of the base and top of an elliptical tube ? 矩形管的X半宽或Y半宽 X half width and Y half width of a rectangular tube. ? 管基面的位置 Position of the base of the tube ? 管的旋转角度 Rotation angles of the axis of the tube ? 基面或顶面是否是封闭的 If the Base or Top is closed 如果输入了旋转角，管首先会绕x轴旋转，然后绕y轴旋转，最后绕z轴旋转。如果旋转角均设置 为了，则表示管是沿z方向的。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章FIGURE 2.18 - Elliptical Tube 由于管对话框是非模态的，所以在打开它的同时也可以做别的事情，如插入其它物件、移动物 件、改变视图或应用属性等等。桨形阻光片（Baffle Vane）一个桨形阻光片通常中由一个平板或锥形金属片构成，其中挖去了一个洞，如图2.19。洞的一 边沿通常是尖锐的，以减少边沿处的散射。然而，边沿不是完全尖的。刀口半径使得边沿的横 截面是圆形的或小片状的（实际是圆环的一部分）。阻光片的外边与内边平行，使其保持柱状。 图2.19展示了该阻光片的一个截面图，它的坐标为（0,0,0）,旋转角度为（0,0,0）。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章FIGURE 2.19 - Baffle Vane 选择Insert｜Baffle Vane或在工具栏上按下Baffle Vane，就会弹出Baffle Vane对话框。 在对话框中可以设置： ? 孔半径 Aperture Radius –桨形阻光片洞的半径 ? 管半径 Tube Radius –阻光片的外部半径. ? 厚度 Thickness – 用于制作阻光片的金属薄片的厚度 ? 刀口半径 Knife Radius – 刀口截面的半径 ? 圆锥角 Conical Angle ? 相对地面角 Relative Ground Angle –相对于金属表面，刀口是尖锐时的角度 ? 位置Position – Baffle vane孔的中心坐标(x, y, z) ? 旋转角Rotation – 如果旋转角都为0，则baffle vane是沿着z轴对称的 如果输入了旋转角，baffle vane首先绕x轴旋转，然后绕y轴旋转，最后绕z轴旋转。Baffle Vane 是非模态对话框，所以在打开它的同时也可以做别的事情，如插入其它物件、移动物件、改变 视图或应用属性等等。布尔运算 （Boolean Operations）在建模过程中，运用布尔运算是较为常用的方法。通过布尔运算你可以用较为简单的物体来构 建复杂的形状，同时也可以用来改变物件的属性。因此，有必要对其进行学习。 。比如说：在块上钻孔，你需要将一个圆柱放置于块之中，先后选取块和圆柱，然后再选 Edit|Boolean|Subtract。块中就会再刚才圆柱的位置被减去一块。TracePro中，你可以同时进 行多个物件的操作。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章FIGURE 2.20 - Boolean Operations: Two Spheres, Intersection of Two Spheres, Subtraction of Two Spheres, and Union of Two Spheres 运行布尔运算应再你对物件运用属性(材料属性，表面属性和光源属性)之前。 注意: 当你运行布尔运算后，物件当前运用的属性将会变得混淆，因此TracePro 将会将一些 设定的属性删除。相交运算（Intersect）相交运算是取两个或多个物件体积相互重叠的部分。如果物件之间没有相互重叠的地方，运行 的结果是删除物件。比如说：创建一个双凸透镜，可以通过建立两个球体并使之相互重叠一部 分，然后运用相交运算来取两个球体相交的部分。 运用小脚运算需要选取两个或多个物件，你可以通过使用Shift或Ctrl来进行多重选取。例如，取 是个物件的交集：1. 2. 3. 4. 5. .选取 Edit|Select|Object 或点击物件选取按钮 在建模窗口或系统树中选取第一个物件。 点击或按住Shift选取第二、第三、第四个物件 按 Edit|Boolean|Intersect 或点击相交运算按钮来完成操作 运算结果即是是个物体的相交部分。相减运算 （Subtract）相减运算是将两个或多个物件相互重叠的部分从第一个选取的物体中减去的操作。如果第二个 物体没有于第一个选中物件相交的部分，则没有任何效果。如果第二个选中物体将第一个选中 的物件完全包含，则第一个选中的物件将被完全删除。例如：如果你想从A中减掉B，C，D，E， 你应该先后选取A，B，C，D，E，然后运行相减操作。其结果是 result = A - B - C - D – E 。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章你可以建立一个中心有孔的Mirror， 通过用圆柱从一片Mirror中穿过， 然后运用减法操作在Mirror 中将Mirror与圆柱相交的部分减去，这样就建立了一个孔。将第一个选中的物件想象成材料，以 后再选中的物件就是工具，减运算就像切割一样。同样减运算可以通过Shift 或 Ctrl 对多个物 件进行操作。例如：从一个物体中减掉后面三个选中的物件：1. 2. 3. 4. 5.选取 Edit|Select|Object 或点击物件选取按钮 在建模窗口或系统树中选取第一个物件the system tree. 点击或按住Shift选取第二、第三、第四个物件 按 Edit|Boolean|Intersect 或点击相减运算按钮来完成操作 执行结果是第一个选中的物件连续的减去后面选取的物件联合 （Unite）联合操作是将两个或两个以上物件的全部体积联合成一个物体。如果没有物件相互重叠，他们 同样会被联合起来，从效果上看，他们被紧密连接起来了。如果一个选中物体将另一个选中的 物件完全包含，则较小的物件将被完全删除。你可以建立一个棒棒糖形状：建立球体和一个小 圆柱，并使小圆柱穿入小球，然后通过联合操作将球体和小圆柱联合再一起。联合操作之后所 剩的形状就是一个棒棒糖了。你同样可以将baffle vane 联合到tube上，首先选取 Edit|Select|Object或按物件选择按钮，选取tube, 按shift选取baffle vane，然后选择 Edit|Boolean|Unite或按联合操作按钮。 记住， 一旦你将vane 联合到tube, 就不能再对其进行操 作了，除非你使用Edit|Undo。同样使用Shift或Ctrl你可以对多个物件进行操作。例如联合是个 物件：1. 2. 3. 4. 5.选取 Edit|Select|Object 或点击物件选取按钮 在建模窗口或系统树中选取第一个物件the system tree. 点击或按住Shift选取第二、第三、第四个物件 按 Edit|Boolean|Intersect 或点击联合运算按钮来完成操作 圆形结果四个物件被完全联合再一起。.移动 （Moving）、旋转 （Rotating）、 比例缩放 （Scaling）通过Edit|Object|Translate, Edit|Object|Move, Edit|Object|Rotate,and Edit|Object|Scale 菜单， 你可以对一个物件或一组物件进行移动，旋转，缩放操作。任意多的物件通过符合选取都可以 形成一组物件进行同时操作。 先选中要进行操作的物件，然后再选择要进行操作的菜单并执行 之。 所有的对话框都是非模态的，所以你可在进行其他操作时将他保留在界面上。你可以通过设置 对话框中的参数并按下Apply来移动，旋转，缩放较小的量。平移 （Translate）通过鼠标选择物件，然后选择Edit|Object|Translate 或点击平移（Translate）按钮，来将 物件拖动到一个新的位置。该功能将一直保持到你选取另一个功能为止。平移拷贝 （Translate Copy）按下Ctrl键拖动物件，当你放开鼠标后，复制的新的物件就会移动到鼠标释放的位置上。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章移动 （Move）鼠标选中需要移动的一个或一组物件，然后选择 Edit|Object|Move 菜单来打开移动选择对话 框。该对话框包含相对移动和绝对移动两个按钮和X，Y，Z值。你可以选用相对移动选项来相 对于物件自身的中心进行移动，或运用绝对移动来相对于全局坐标移动。例如：要沿Z轴移动物 件2个单位，使用相对移动然后设置移动数值如下： X Center 0 Y Center 0 Z Center 2 然后按下Apply，之后物件及沿Z轴移动两个单位。 你同样可以通过设置（X，Y，Z）方向来使物件沿顶点移动你想要的距离。 当你选取了多个物件时，第一个选取的物件将移动到你指定的位置，其他的物件也将同第一个 物件移动相同的相对位置。移动拷贝 （Move Copy）移动拷贝可以对一个物件进行拷贝并移动到另外一个位置。这比手动拷贝物件方便了很多，后 者只能在原位置对物件进行拷贝。移动拷贝也是创建物件阵列的强有力工具，只要用相对移动 拷贝即可，这是因为移动拷贝是对物件先进行拷贝，再移动到指定的位置。一旦指定了x,y,z坐 标值并选定了物件，只要重复地按下Copy按钮就会产生一行物件，每按一次生成一个。一行完 成后，再选择所有本行的物件，然后可再进行拷贝，只要通过x,y,z坐标改变方向就可以了。 注意：如果在拷贝之前对物件赋予了材料和表面属性，那么这些属性也会被拷贝进去，这样又 节省了不少的工作。旋转 （Rotate）要旋转一个或多个物件， 首先用鼠标选择这些物件， 然后选择Edit|Objecto|Rotate来打开旋转选 择对话框。对话框包括一个旋转角，一个旋转轴和用来指定旋转点的x,y,z值，旋转遵从右手规 则，旋转默认单位是度数。如果要用弧度，按下In Degree按钮，标签就会变成in Radians按钮， 旋转角单位也就变成了弧度。一旦输入了旋转角，旋转轴和旋转基点，按下Apply，选择的物件 就会发生旋转。旋转拷贝（Rotate Copy）旋转拷贝可以对物件进行拷贝拷贝并旋转。这比手动拷贝方便很多，后者只是在原地进行拷贝。 旋转拷贝也是创建物件阵列的有力工具，因为旋转拷贝会对所选择的物件进行拷贝，然后再按 指定的值旋转。一旦填好了旋转值并选好了物件，重复按下copy按钮就可以产生一排（弯曲的） 物件，按下一次产生一个。 注意：如果在进行旋转拷贝前，对物件赋予了材料和表面属性，这些属性也会保留在旋转拷贝 后的物件里，这节省了不少的工作。缩放 （Scale）要缩放一个或多个物件， 首先用鼠标选择物件， 然后选择Edit|Object|Scale来打开缩放选择对话 框。该对话框包含一个缩放因数用来指定缩放因子，如果因数大于1，则放大物件；如果小于1， 则缩小物件。所有的缩放都是相对于物件原点，因此所有的点（除了原点）位置都发生偏移。 也可以使物件原点的位置也跟着缩放，只要勾选scale position box复选框即可。这对于必需组 合到一起的物件组很有帮助。缩放可以在x,y,z方向上都保持一样的缩放比例，也可以是不一样 的，例如，通过设置一个不同于另外两个的比例因数，可以把一个球体缩放成椭球体。一旦选By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册定了缩放因数，按下Apply按钮，物件就会被进行相应的缩放。第一章＆第二章缩放拷贝（Scale Copy）运用缩放拷贝可以通过一个动作同时完成拷贝和缩放。这比手动拷贝方便了很多，后面只能在 原地对物件进行拷贝。缩放拷贝也是创建同心或是锥形的物件阵列的强有力工具，这是因为缩 放拷贝是首先对物件进行拷贝，然后再按指定的比较因数相对于原点对物件进行缩放。一旦定 义了缩放因数并选择了物件，重复按下Copy按钮就可以产生同心的物件集。 注意：如果在进行缩放拷贝前，对物件赋予了材料和表面属性，这些属性也会保留在旋转拷贝 后的物件里，这节省了不少的工作。方位 （Orientation）选择Edit|Object|Orientation可以得到物件的位置和旋转欧拉角（Euler angle），这些数据是参 考物件变换矩阵得来的，Center position栏用来显示物件中心坐标，Euler栏用来显示物件的欧 拉角（Euler angle）。在TracePro里旋转是首先绕X轴，然后Y轴，最后Z轴的顺序来的。物件 方位可以通过输入新的中心坐标和欧拉角，再按下Apply按钮来改变。表面平扫和旋转（Sweeping and Revolving Surfaces）平扫（Sweep）要平扫一个平面，需要： 1． 用鼠标点击需要平扫的平面，或者在系统树（system tree）中选择它 2． 用Edit|Surface|Sweep打开平扫表面选择对话框（Sweep Surface Selection dialog box） 3． 输入距离（Distance）和锥度角（Draft angle） 4． 选择是沿着平面法线方向进行平扫还是通过x,y,z矢量来手动确定方向 5． 最后，按下Apply来平扫平面 一个应用平扫命令的实例在后面的章节可以查到。旋转（Revolve）通过Edit|Surface|Revolve打开旋转平面选择对话框（Revolve Surface Selection dialog box）， 可以对一个表面进行旋转扫描。旋转扫描只限于平面。要旋转一个表面，需要： 1． 选择一个平面 2． 选择Edit|Surface|Revolve来打开旋转平面选择对话框 3． 输入角度、锥角、半径和步数 4． 输入轴方向数据 5． 按下Apply来旋转表面 TracePro会考虑计算哪个表面将会被旋转，并会使它显示为是“灰色的”，对话框中各栏的含 义如下： 角度(Angle)：表面将会被旋转的角度 锥度(Draft)：旋转表面要被渐缩（张）的角度 半径(Radius)：表面中心到旋转轴的距离 步数（steps）＝0：创建连续的弯曲 ＞0：创建步进式的弯曲 相关例子在后面的章节中可以查到。导入和导出文件（Importing and Exporting Files）By HG0/OPT 11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章TracePro可以直接与其它基于ACIS的软件共享数据。TracePro是基于ACIS、几何学引擎的软 件，并用ACIS数据库文件格式来存储建模数据，这些数据可精确用于TracePro。要“导入”一 个ACIS文件， 只要在TracePro打开它即可。 要导出一个ACIS文件， 要选择|File|Save As，ACIS 文件的扩展名为SAT。 另外为了与其它基于ACIS的应用软件共享数据， TracePro可以通过IGES 和STEP交换标准来导入和导出文件，并可从流行镜头设计软件中导入文件。与其它基于ACIS软件交换文件（Exchanging Files with Other ACIS-based Software）用SAT文件与其它软件交换文件可以获得最高的精度重现。一般的规则是，当需要和其它软件 共享文件时都使用SAT文件。其它基于ACIS的应用软件有： ? AutoCAD release 13 and higher (solid models). ? AutoCAD Mechanical Desktop ? CADKEY ‘99 ? MSC/NASTRAN for Windows ? MARC ? TurboCAD Solid Modeler ? IronCAD 开发ACIS应用软件的公司列表可以在中找到。 与其它软件共享数据时， 每个软件添加给文件的特殊数据都会被保存。 例如， 你可以用AutoCAD 来创建实体模型，在TracePro中打开并赋予光学属性给实体和表面。做完某些分析后，又需要 在CAD软件中打开并编辑物件。如果你重新在TracePro，之前设置的光学属性仍然存在。只有 一部分----并非所有的TracePro特殊数据都会被保留在SAT文件中。 导出到其它软件依然保留着 的数据有： ? 材料属性 Material Properties ? 表面属性 Surface Properties ? 表面光源参数 Surface Source parameters ? 重点采样目标 Importance sampling targets ? 约定数据 Prescription data ? 物件名和表面名 Object and surface names ? 模拟模式的出射表面 Exit surface for simulation mode 当文件导出到另外基于ACIS软件时，下面TracePro的特殊数据是不会保留的： ? 在Analysis|Grid Raytrace对话框中指定的数据 ? 在Analysis|Raytrace选项对话框中指定的数据 ? 在Analysis|Irradiance选项对话框中指定的数据 ? 在Analysis|Candela选项对话框中指定的数据 ? 在Analysis|Polarization选项对话框中指定的数据 ACIS的制造商Spatial周期性更新ACIS内核，使得新的特性加到SAT文件格式中。你用到的基 于ACIS的应用软件和用到的TracePro用的可能不是同一版本的内核， 但SAT文件具有向后兼 容的特性。这意味着，例如，一个基于ACIS3.0的应用软件不能读ACIS4.0的文件，但基于 ACIS4.0的应用软件可以读ACIS3.0的文件，通过Help|About TracePro对话框可以查看ACIS的 版本信息。 注意：你可以在文本编辑器或Word中查看SAT文件的ACIS版本信息，第一行以三个数字开始， 第一个数据是主版本号，第二和第三个是副版本号。这样2.0包含的是200而1.6将包含160。 导入ACIS文件（Importing an ACIS File） 要把ACIS（*.SAT）文件导入到TracePro中，首先要在应用程序中保存为SAT档。在其它应用 程序中创建一个SAT文件一般是通过导出实体模型，或者是执行File|Save As命令。当保存文件 时，确保是TracePro支持的版本。当在应用程序保存SAT文件后，就可以在TracePro中打开它。 选择File|Open，在Files of type下拉菜单中选择ACIS文件（*.sat），然后选择希望打开的文件，By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章再单击OK。一旦文件被导入，可以用通常的方法来应用材料、表面和光源属性，就如同该模型 是由TracePro创建的一样。 导出ACIS文件（Exporting an ACIS File） 要导出SAT文件，只要文件保存为SAT文件，并确认TracePro的ACIS内核与需要用到的应用程 序的ACIS内核是兼容的。完成这个动作只要选择File|Save AS，在Save as type下拉单里，选 择ACIS(*.sat)，然后选择ACIS的版本号，再输入文件名称，扩展名为sat，最后单击OK就好了。立体印刷（*.STL）文件 （Stereo Lithography (*.STL) Files） STL (Stereo Lithography Interface Specification立体印刷接口规范) 是立体印刷和快速成型的 通用格式，这是表面由三角形小平面构成的棋盘表面模型。TracePro读取可以导入的ASCII和 二进制格式文件，并用来进行光线追迹。 IGES and STEP 文件IGES和STEP是描述几何数据标准格式的缩写， 这些格式被发展成为交换几何数据的标准方法。 IGES和STEP是由于NIST（国家标准技术学会National Institute for Standards and Technology）和美国工业代表发展而来的。可以设置IGES和STEP文件的导出和导入，如物体 和平面代表哪些实体，或者哪个ACIS版本将会被应用。这些选项可以通过Open和Save AS对 话框时的选项按钮设置。要在TracePro中导入和导出IGES或STEP文件，首先要在可导出这两 种文件格式之一的应用程序中保存文件，如果可能，实体类型为Solid，以方便导入TracePro。 TracePro需要Solid Object来设置材料属性。一旦文件从相应的程序中保存，并在tracepro中打 开，TracePro将把几何物件转换成ACIS类型的几何物件。要导出IGES或STEP文件，选择 File|Save，并在Save as type下拉菜单中选择相应的文件格式，再点击OK。 导入Pro/ENGINEER文件（Importing Data from Pro/ENGINEER） 如果要导入Parametric Technology公司的Pro/ENGINEER程序创建的文件，首先要在 Pro/ENGINEER中导出STEP文件，要做到这个，需要Pro/E中安装了STEP模组。要了解更多 的信息，请参考PTC的网站（）. 从I－DEAS中导入数据（Importing Data from I-DEAS） 要把Structural Dynamics Research Corporatoin(SDRC)的I-DEAS软件创建的实体模型导入到 TracePro中，首先要用I-DEAS 5或更高的版本来把实体模型保存为STEP文件，之前的版本由 于存在严重的Bug而不能导入TracePro中。其默认的保存选项为把所有表面转换成曲线曲面 （NURBS）。把实体模型导出为STEP文件，在TracePro中用NURBS来追迹光线，其速度会 很慢。 因此， 如果I-DEAS模型中包括简单的表面类型 （平面， 锥表面， 圆柱面， 球面或圆环面） ， 最好用解析选项导出文件。该选项会尝试把所有的表面转换成解析的，以保证更快的光线追迹 速度。要产生一个STEP文件，需要IDEAS STEP数据转换器，一个SDRC的产品。要了解更 详细的信息，请参考网站/products/plm/ideas。修复导入数据（Healing Imported Data）由于TracePro可以导入不同格式的文件，这些被导入的模型可以通过不同的方法用不同的工具 来进行组合。从目前的情形看，不同的模型创建的品质有可能不一样。与其简单的拒绝完整性 不同的模型，还不如尝试改进寻些不是很“紧密”的模型（如两个表面相交不能形成一条棱）， 从而提高整个模型的完整性和质量。完成修复功能是复杂的，一般服从如下步骤： 1. 初始化 暂时修得模型中的特殊属性。 2. 预处理By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章执行初始模型清除 3．几何简单化 只要可能，把锯齿几何图形解析化 4．连接 把一族面连成单个表面或实体 5．几何修复 修复几何上不正确的地方 6．后处理 校正表面法线，消除不在连在一起的顶点和面。 7．结束 消除在修复过程中增加的属性 修复可以是手动也可以是自动。手动修复允许在修复的每个阶段中修复特定的区域和（或者） 改变公差。自动修复允许整个过程在一个操作中进行。这个操作会在每个修复阶段自动确定恰 当的公差，提供每个不同阶段的统计数据和自动修复的结果，给出修复模型的分析结果。 如果进行自动修复（How to Autoheal an Object） 1.选择一个物件 2.选择Tool|Autoheal TracePro宏输出窗口将会打开并记录自动修复的动作。自动修复首先决定哪个修复过程是必要 的，然后执行操作。 如何进行手动修复（How to Manually Heal an Object） 1．选择物件 2. 选择Tools|Healing|Begin Healing 3. 用Tools|Healing|Analyze看物件是否需要一个简单的、无缝的或几何的修复 4. 用Tools|Healing|Heal来执行必要的修复 5. 选择Tools|Healing|End Healing来结束修复。 在修复过程中，专门的修复属性会加到物件上，End Healing命令消除这些属性还原其原有的属 性，并消除额外数据。修复可以当作TracePro的一个附件购买。反转表面和表面法线（Reverse Surfaces (and Surface Normal)）当选择Tools|Reverse Surfaces，TracePro反转表面的法线方向。实体物件就会反转表面的法 线方向，实体物件用表面法线来定义物件的“外面”。例如，一个玻璃球可以定义法线是从中 心指向远处，这样它的内部材料为玻璃（Glass）；也可以是从远处指向中心，这样除了球体， 所有的空间都定义为玻璃。这个命令通常是用来较正导入STEP和IGES文件引起的错误。联合（Combine）如果选择Tools|Combine，TracePro就会把选择的表面联合成一个整体。例如，一个立方体可 以定义为6个相交的物件，每个物件是一个表面。或者，可以通过六个表面联合成一个立方体。 这个命令可以通过把一些已存在的表面联合成单个的物体。 在选择Toos|Combine前要先选择相 关的表面。 IGES文件通常会导出成可联合的表面， 或者在导入的时候或者在运行Tools|Combine 的时候。镜头设计文件（Lens Design Files）镜头设计文件也可以导入TracePro中，包括ACCOSV,CODE V, OSLO, Sigma和Zemax程序设 计的文件。如果所安装的TracePro中不包含这些转换器而又需要导入这些文件，请与Lambda Research公司索取相关的产品。用File|Open可以打开任何想要打开的文件。TracePro会用曲By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章率、厚度、材料和孔径自动创建一个实体模型，并保存为OML文件。在转换过程中，TracePro 把镜头材料属性转换成TracePro相应的材料属性，如果镜头文件中确定的孔径数据不存在， TracePro会创建大而粗糙的的孔径，其实在TracePro打开该文件之前，在镜头设计文件中确定 孔径是一件很简单的事情。一旦文件被导入，如果如同对TracePro创建的实体那样对这些实体 设置表面属性。 并设置相应的TracePro材料属性。 TracePro读取并解析镜头文件中的材料数据， 如果某些材料属性设置不正确， 可以用手动的方法进行设置。 在TracePro系统树 （system tree） 展开物件，可以清楚的看到它们的材料属性。如果一个物件只有材料名称而没有目录名录，当 进行光线追迹时将不会被发现，这时必须打开属性应用对话框并应用正确的属性。在表2.2中可 以看到相应镜头设计程序对应的扩展名。在File|Open对话框的List Files of Type下拉菜单中， 每一种文件格式都有单独的选项。 TracePro 支持下面的镜头特性（注意不是所有的镜头设计程序提供所有这些特性）： ?半径或曲率 Radius or curvature input ? 二次曲线常量 Conic constant (conic surfaces of revolution) ? 旋转非球面（&r29）Aspheric surfaces of revolution (up to r29) ? 全局坐标 Global coordinate input ? 玻璃名称和制造商的材料规格 Specification of material by glass name and manufacturer ? 表面倾斜度 Surface tilts ? 偏心表面 Decentered surfaces ? 偏心和返回 Decenter and return (ACCOS V and Code V) ? 弯曲光学轴 Bend optical axis (Code V and OSLO) ? 倒转倾斜/偏心 Reverse tilt/decenter (ACCOS V and Code V) ? 圆形、椭圆形和矩形清晰孔径 Circular, elliptical and rectangular clear apertures ? 偏心清晰孔径 Decentered clear aperture ? 清晰孔径旋转 Clear aperture rotations ? 圆形、椭圆形和矩形的光阑 Circular, elliptical and rectangular obstructions ? 偏心光阑 Decentered obstruction ? 光阑旋转 Obstruction rotations ? 表面选择 （半径， 厚度， 材料， 孔径， 光阑， 非球面系数） Surface pickups (radius, thickness, material, aperture, obstruction, aspheric coefficients) 注意： 如果文件包含棱柱要导入TracePro则比较困难。 大部分文件都可以准确地导入TracePro， 而棱柱则是一个例外， 棱柱通常会转换成面平行的玻璃片， 所以必需要手动在TracePro中创建。合并文件 Merging Files通过是在CAD程序中进行镜头设计数据合并，但不保留原来的坐标系统。File|Merge对话框提By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章供通过把一个坐标系统转换成另外一个坐标系统的方法来解决坐标系统间的差异。在机械CAD 程序中，习惯上x轴指向右边，y或z指向上面。在大部分光学程序中（包括TracePro），z轴指 向右边而y轴指向上边，x轴指向屏幕。要用到合并，首先在TracePro窗口中打开其中一个模型， 然后用Merge命令来合并第二个文件。 当其中一个文件打开后， 选择Select|Merge来打开Merge 对话框，在其上面可以手动输入旋转角度，并相对于第一个模型来转换第二个，或者用默认旋 转角度。当按下其中一个默认旋转按钮时，TracePro将会根据约定把旋转角赋给新的实体。如 果是在CAD坐标系统中打开模型，用ToCAD按钮来合并一个光学模型。如果是镜头文件打开， 用ToOptics按钮来合并一个CAD实体模型。在转换新模型的过程中，有选择的输入坐标偏量， 最后按下Merge会出现一个打开文件对话框，选择需要进行合并的文件再按下OK。旋转是根据 右手定则的欧拉旋转。例如，一个y轴旋转是把物体从z轴向x轴旋转。通过y-z-x可以记住这个 规律，x旋转是从y到z， z旋转是从x到y。插入文件 Inserting Files通过Insert|Part菜单选项可以把一个模型插入到另外一个中。选择Insert|Part菜单选项将会打开 文件对话框，这是把文件插入到当前打开的模型中，而不是在一个新的窗口中打开。Changing the Model View TracePro允许随意地更改模型视图。你可以把同时打开的许多窗口的每一个按你所希望的那么 改变。如果对当前窗口用View下面的命令时，它的视图就会发生改变，这里的很多命令在工具 栏上也有。TracePro里面有三种类型的视图：轮廓图（Silhouette）、框架图（Wireframe）和 着色图（Render），轮廓图是默认视图，当打开新的模型时就是这个视图；框架图是在表面上 增加一些网格，增强形状的3D效果；着色图是把物件表现为实心体，并在入射光的入射角处产 生阴影。着色体是假设光源是在观察者的眼睛处。在任何视图下，TracePro所有的功能都可以 执行。 例如， 在轮廓图或框架图下都可以进行布尔操作。 在View|Set View对话框中显示TracePro 中的视图设置，在这当中可以设置：: ? 眼睛位置 Eye position ? 目标位置 Target Position ? 向上矢量 Up Vector ? 透视图打开/关闭 Perspective View On/Off 眼睛位置、目标位置和向上矢量可以在对话框中输入数据进行设置，也可以按后面介绍的方法 进行设置。眼睛位置是观看3D图的的一点。目标点是3D空间中眼睛看过去的点，当设置目标位 置时，TracePro会设置当前模型窗口的位置，以更目标位置在窗口中心。有时视图在TracePro 中会补忽略，导致模型的某一部分消失或被砍掉，这种情况通常发生在眼睛点在模型上-或模型 的部件上，眼睛后面的部分就将会不显示。通过View|Set View重新设置眼睛位置，或选择 View|Zoom All就可以解决这个问题。向上矢量是3D图中用来标明视图方向的矢量。当设置向 上矢量后，TracePro旋转视图直到向上矢量在屏幕的垂直方向上。透视复选框允许透视功能打 开或关闭，用来帮助观察模型。如果输入了希望控制视角的数据，并按下Apply按钮，就会在窗 口显示效果。然而，你会发现用下面这些交互式按钮会更加方便。改变模型视图缩放 ZoomingTracePro提供七种不同的方法来放大和缩小窗口。 : ? 放大 Zoom In —按预先设定的倍数进行放大，放大倍数可以在View|Preferences中进 行设置。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章? 缩小 Zoom Out —按预先设定的倍数进行缩小， 缩小倍数可以在View|Preferences中进 行设置。 ? 比率缩放（无图标） Zoom Ratio (no icon) — 打开一个对话框输入缩放倍数 ? 随鼠标缩放 Zoom Cursor — 按下鼠标左键并向上拖动，就会进行放大动作；按下鼠 标左键并向下拖动，就会进行缩小动作。如果鼠标有滚轮，用滚轮也可以进行缩放动作。? 缩放窗口 Zoom Window — 把框选的区域放大到整个窗口? 缩放所有 Zoom All —放大或缩小模型中的所有物件使其充满整个窗口，只留10%的边 界。? 缩放选择物件 Zoom Selection — 放大或缩小所选择的物件，直到其充满整个窗口 放大或缩小的倍数可以在View|Preferences的Zoom属性页里设置，默认值为2.0和0.5，另外一 个值是为鼠标设定的。选择了Single-use zoom window意味着在完成一个窗口缩放命令后，窗 口缩放模式就会退出，工具栏上的按钮就不在是凹进去的。默认模式是这个复选框是不选的， 这就是说当完成缩放后该命令还保留着，除非再按一次该按钮使它突起，或者选择了别的命令 按钮。放大、缩小、缩放窗口、随鼠标缩放，缩放选择物件或缩放所有等命令都可以在视图上 找到。视图移动 PanningView|Pan菜单选项也存在于视图工具栏，允许上下左右的移动。使用该功能首先选择View|Pan 菜单选项或者是点击工具栏上的Pan按钮进入移动模式。然后按下鼠标左键在视图窗口里移动。 表面上你是在移动物体，但实际上是移动整个视图窗口。视图移动等同于移动眼睛位置和目标 位置而两者的相对保持不变。保持目标点在两点连线与平面的交点。旋转视图 Rotating the View有很多种方法可以旋转视图，可以通过两相菜单选项来进行： ? View|Profile ? View|Rotate View|Profile可以从5个预设视角进行选择：三个直角视图和两个倾斜视图。它们可以从工具栏 也可以菜单中来选择。在菜单中，直角视图为XY,XZ,YZ，这是根据每个视图中可以的坐标轴来 确定的。倾斜视图或者说是等大小视图如它们工具栏按钮所显示的那样，ISO1是Y轴向上，Z 轴指向右边和观察者，X轴指向右边和远离观察者；ISO2是Y轴指向上，Z轴指向右边并远离观 察者，而X轴是指向右边和观察者。命名视图 Named Views视图命名可由View|Name菜单来进行访问，将会出现如下的命名视图对话框，五个默认视 图列在表下并可从View菜单、View工具栏或命名视图中激活。这些视图不能改变缩放倍数。一 个新的默认视图Normal To，将会把视图更改到所选平面的法线方向上。如果选择无效将会弹 出一个信息框。通过在一个对话框输入一个视图名称并按下Save View，可以保存任何视图。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章缩放和视图数据，包括旋转和移动，将会保存以备后用。新的视图将会加到对话框中并保存到 模型OML文件内。FIGURE 2.21 - Named Views dialog 视图历史 Previous View 视力历史将会保存10先前的10个视图。选择View|Previous View或视图历史工具将会改变 视图。控制物件外观 Controlling the Appearance of Objects 显示物件 Display Object 用View|Disply可以单独地控制单个物件的显示与否。在所有窗口中，默认是所有物件都是显示 的。如果要隐藏某个物件，首先要在窗口或系统树选中该物件，然后选择View|Display Object 或在视图(或系统树)中点击右键，在弹出的交互式菜单中选择Display Object，该物件就会隐藏 起来，并在系统树中会显示隐藏信息。对物件显示的控制会影响到正常的轮廓图、框架图和着 色图。要重新显示被隐藏的物件，首先要在系统树中选中---但不能在视图窗口中同样实现，因 为你看不到该物件---然后选择View|Display来重新显示物件就可以了。要显示所有物件，用 View|Display All命令，如下面描述。显示所有 Display All 用View|Display All可以使所有物件都是可见的。这个功能将会重新计算物件的轮廓图，并在框 架图和着色图中重新显示。 显示物件的WCS Display Object WCS 所有TracePro物件共用一个局部坐标系统(WCS)，该系统从全局原点中转换而来，并用X,Y,Z 来显示。当移动物件时，相对于全局原点会定义绝对位置。选择一个物件并选择View|Display Object WCS并会显示WCS。图2.22展示了一个反光罩、镜头和球体，以及它们相应的WCSs。 反光罩在其反射表面的顶点有它自己的WCS，镜头在其第一表面的顶点有相应的WCS，球体 在其中心也有相应的WCS。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章显示RepTile Display RepTile RepTile显示选项会在模型窗口中画出虚拟的RepTile几何图形。选择View|Display RepTile就可 看到相关的RepTile几何图形。在Apply Properties对话框中定义的RepTiles的边界就会被显示 出来。请看9.1页的RepTile例子。图2.23展示了一个有棱柱形RepTile的立方体。RepTile被赋 为Perfect Absorber表面属性。在所示的光线图中，在表面中间的光线被RepTile表面特性吸收， 在RepTile边界外边的光线就会离开块实体。 Expert显示重点采样 Display Importance TracePro提供一个选择来显示视图窗口中的重点采样目标，包括尺寸、方向和表面位置。通过 View|Importance Targets菜单选项即可实现。”Importance Sampling”相关章节在7.2页中可看 到。图2.24展示了一个有单个Importance target的镜头，Importance Target在图中显示为IT。By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章光线的一部分在镜头焦点聚合，另外一部分在Importance target所在处聚合，为重点散射光线； 其余的是随机光线。 Standard Expert颜色 Colors 除了材料和表面属性，物件或其每个表面的颜色都是可以更改的。默认情况下，实体(包括物件 和表面)显示为绿色，当被选中时表现为黑色。要更改这些颜色，选择实体并通过Define|Apply Properties打开对话框。选择颜色选项卡并从色板或通过指定RGB值来选择新的颜色，按下应 用将会改变实体颜色并重新显示实体。如果选择超过一个实体，所有选择的实体都被更改为新 的颜色。当然，也可以把实体变为白色，但不推荐这么做。因为背景色为白色，这么做使实体 变得不可见。颜色属性会随模型保存在SAT或OML文件中。关于更多关于“颜色”的内容请看 第4.19页的“颜色”部分。定制和参数选择 Customize and Preferences通过View|Preferences和View|Costomize菜单可以定做TracePro的打操作和默认设置，打开任 何这两个中的一个菜单项，都会打开一个对话框用来改变设置。关于在对话框中保存默认值的 内容也可参考第1.6页“User Default”部分。 参数选择 Preferences 要设置参数，选择View|Preferences并选择恰当的选项卡。 模型单位 Model Units TracePro会让你选择在几何模型中偏好用的线性单位。可用的有毫米(millimeters)、厘米 (centimeter)、米(meters)和英寸(inchs)。选择View|Preferences并选中对话框中的模型单位选 项卡，在下拉菜单中选择所要的单位并按下应用按钮，模型的尺寸就会更改为选择的单位。该 选择只适用于当前模型， 新打开的模型还是以毫米(millimeters)为单位， 详细请看第2.1页的 “模 型单位”。 用正确单位导入模型 Getting a Model into the Proper UnitsBy HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章当从TracePro外部导入一个几何模型时，在进行光学分析前首先要验证该模型是以正确的线性 单位导入的。大部分程序允许验证这些单位和数据在导入TracePro后会是正确的。如果不是如 此，TracePro也可以很容易地进行调整，以方便进行分析。在TracePro中，这里有一些推荐的 步骤： 1． 在导入模型后，决定你用哪种单位观看模型。当鼠标在视图窗口中时，TracePro窗口的状 态栏上会显示这方面的信息。 2． 如果希望用其它单位，选择View|Preferences并在preferences对话框中选中Model Units选 项卡，从下拉菜单中选中相应的单位并按下Apply按钮(验证用该单位观看模型的情况)。 3． 现在看看数字的数量级。对不对？大了还是小。要使整个模型(如所有物件)能清晰看到，这 时需要选择一个合理的比例系数。 4． 提示：大部分计算应用程序都是用毫米、厘米、米或英寸来作为几何图形的单位的，所以 一般选择比例系数为10,100,, 25.4或其倒数，因为这些系数是它们之间的倍数。 5． 在模型中选择所有物件(作法参考第1.7页的“选择物件、表面和边”这一节)，然后选择 Edit|Object|Scale菜单项，在Scale Selection对话框中输入合适的缩放系数并按下Apply按 钮。 6． 验证并保存文件，然后就可以进行分析了。 缩放 Zoom Zoom选项卡可以让您控制缩放功能。通过Zoom in by:和Zoom out by:来控制View|Zoom In和 View|Zoom Out以及Zoom In和Zoom Out按钮的缩放系数。Wheel Zoom系数是用来控制滚轮 的缩放功能的。勾选Single use zoom window复选框，会使得在完成一个缩放功能后会释放该 功能，即相应的缩放按钮不是下压状态了。要再进行一次缩放，必须要重新选择。 视图选项 View Options 有三个复选框用来控制在分析过程中显示是如何更新的。 Prompt before entering Simulation Raytrace复选框默认是勾选的，如果去掉，则在运行设计宏 (Scheme macro)时没有用户交互窗口。 Update analysis after selection change复选框控制辉度图/照度图(Irradiance/ illuminance map) 是如何显示的，默认下这种复选框是勾选的，当一个新的表面被选中时，辉度/照度图会自动地 更新。当勾掉复选框时，辉度/照度图就会是静态的，如果要更新，可以按F5或选择 Window|Refresh。 当Update analysis after selection change选中时，其下面的Display AutoUpdate reminder如果 也被选中，当辉度/照度图过时时，就会在窗口顶部显示提示语句。 光线颜色 Ray Colors 对于多色光线追迹，可以选择display rays from red to blue(long wavelength to short wavelength)或by visual color of wavelength (IR and UV are displayed in black)。如果照明需要 一个位图或在输出设备上不能清晰显示颜色时，也可以选择光线是黑色的。 注意：对于单色光线追迹，光线的颜色由Analysis|Ray Colors对话框中控制，详细参考第6.1页 “光线颜色”一节。 光线显示 Ray Display Set default for menu: Analysis|Display Rays设置Analysis|Display Rays菜单项的默认值。 在大量光线运行完后，显示光线要花几分钟的时间，这个可能取消运行后的光线显示。当前模 型是否显示光线仍然在Analysis|Display Rays菜单项中控制。 The Display ray direction arrows控制是否在光线上显示箭头用以表示光线传播方向。这个 选项是全局的，对所有激活窗口都起作用。勾选复选框激活该功能，如下图所示。 当选中Enable ray drawing time out，模型窗口仅显示在标定时间范围之内运算完的光线，By HG0/OPT11/23/2004TracePro3.0 中文版使用手册第一章＆第二章一个可选的提示对话框会显示其它的光线将不会被显示， 提示对话框可以通过Prompt when ray drawing times out复选框选定，如图2.25，注意在View|Preferences对话框中的Ray draing time limit改变后，模型窗口中的光线并不会自动重画。为了使TracePro从指定时间开始占用程序， 必须在更新Analysis|Ray Sorting或才更改模型窗口大小，以激发模型窗口中的光线重画。FIGURE 2.25 - Preferences dialog window with the Ray Display tab chosen. 定制 Customize TracePro启动时的行为可以通过Customize TracePro对话框进行控制，选择Vew|Customize就 可打开。 属性数据库 Properties Database 在这里设置属性数据库文件的位置。可以通过直接输入路径和文件名或者通过浏览窗口选择数 据库文件。属性一般存在TracePro.mdb文件里，一般在安装程序的路径下。可以拷贝默认数据 库文件和建立各种属性数据库文件。 数据路径 Data Directory 当打开TracePro时，Windows根据应用属性对话框来设置当前路径和文件夹。当完成TracePro 安装后，会设置为TracePro的安装路径，TracePro.exe文件也在这里。当选择File|Open想打开 一个TracePro模型时，该路径就会显示出来。可以通过改