照明設計軟件LightTools介紹

發(fā)布時(shí)間:2010-10-15 20:12    發(fā)布者:techshare
關(guān)鍵詞: LightTools , 軟件 , 設計 , 照明
作為公司決策人,需要為解決公司的根本問(wèn)題做出抉擇時(shí),您會(huì )選擇哪一種光學(xué)設計軟件呢?如果照明子系統的性能或成本攸關(guān)產(chǎn)品成敗,那么 LightTools 將是不二之選。LightTools 能夠增進(jìn)設計效率,加快產(chǎn)品上市時(shí)間,讓您的產(chǎn)品具有所向披靡的競爭優(yōu)勢。它之所以如此精干,在于它采用了獨一無(wú)二的設計和分析技術(shù),支持復雜的幾何圖形,并能夠快速提供精確結果。

LightTools 軟件由 Optical Research Associates (ORA?)開(kāi)發(fā)而成。四十多年來(lái),ORA 幫助許多客戶(hù)走上成功之路:

* ORA 擁有世界上規模最大的商業(yè)光學(xué)工程軟件開(kāi)發(fā)隊伍。
* ORA 利用最先進(jìn)的軟件配置管理方法,將軟件開(kāi)發(fā)流程形式化,確保在這樣的開(kāi)發(fā)環(huán)境下能夠產(chǎn)生創(chuàng )新算法,以提供高質(zhì)量、高可靠性、高度精確的結果。
* ORA 的客戶(hù)支持員工具有 50 多人年的工程經(jīng)驗,專(zhuān)門(mén)致力于幫助客戶(hù)成功應用我們的產(chǎn)品。這是他們的全職工作,而不是額外承擔的責任。
* ORA 擁有專(zhuān)業(yè)軟件測試員工。我們的測試人員每天會(huì )構造和評估成百上千的測試案例,對開(kāi)發(fā)中的代碼進(jìn)行測試。
* ORA 的內部工程服務(wù)小組會(huì )在最尖端的真實(shí)工程應用中驗證 LightTools 的每個(gè)版本。
* ORA 的員工中包括三名 OSA 研究員和四名SPIE 研究員。ORA 的工程師們已發(fā)表 300 多篇學(xué)術(shù)論文,有些人還是與光學(xué)系統有關(guān)的近 100 項專(zhuān)利的發(fā)明人或共同發(fā)明人。

ORA 以開(kāi)發(fā)世界一流的光學(xué)工程軟件產(chǎn)品為己任。在這種力創(chuàng )一流的精神指引下,我們的產(chǎn)品使客戶(hù)受益頗多,下面是其中的幾個(gè)方面。

增進(jìn)設計效率

LightTools 不僅具有先進(jìn)的設計和分析能力,而且簡(jiǎn)單易用,因此深受照明工程師的喜愛(ài)。Windows 標準圖形用戶(hù)界面有助于新用戶(hù)快速掌握 LightTools 互動(dòng)三維結構的強大功能。您可以在 LightTools 中剪切、粘貼原始數據、輸出圖形和三維幾何圖形,也可以將它們導入到另一個(gè)應用程序。LightTools 有三類(lèi)導航窗口,用以幫助您準確了解您的模型中發(fā)生的一切:系統導航、窗口導航和首選項導航,所有這些窗口都能讓您輕松訪(fǎng)問(wèn)重要數據。LightTools 還整合了在線(xiàn)上下文相關(guān)幫助方面的最新技術(shù)。所有這些技術(shù)的結合,使得 LightTools 成為最容易學(xué)習和使用的照明設計軟件之一。



在 LightTools 中,創(chuàng )建或導入幾何圖形是直截了當的操作;它對設計迭代和設計變更的支持,使設計效率得以大幅提高。LightTools 提供了布爾操作和修剪操作,因此設計修改變得很容易,關(guān)于所創(chuàng )建幾何圖形的參數信息也得以保留?梢噪S時(shí)編輯利用布爾操作創(chuàng )建的復雜物體。編輯模型時(shí),表面和材料屬性也能得到保留,從而可以快速分析替代設計形式。

LightTools 的優(yōu)化模塊能夠讓您快速獲得最符合預定目標的設計。優(yōu)化引擎有兩種:蒙特卡羅模擬和光線(xiàn)扇/網(wǎng)格,您可以根據應用來(lái)選用。修改模型時(shí),Point- and-Shoot 光線(xiàn)追跡會(huì )進(jìn)行交互式更新,并隨著(zhù)設計的進(jìn)行或修改提供有關(guān)設計各方面的隱含關(guān)系的立即反饋。這對于深刻理解幾何圖形與穿過(guò)該幾何圖形的光線(xiàn)路徑之間的關(guān)系具有無(wú)比重要的價(jià)值。



隨 LightTools 提供的實(shí)用工具將費時(shí)乏味或重復性任務(wù)自動(dòng)化,例如訪(fǎng)問(wèn)LightTools 關(guān)于光源、材料、目錄鏡頭和表面處理的龐大資源庫。有一系列實(shí)用工具是通過(guò)宏功能控制或訪(fǎng)問(wèn)幾何圖形的子程序。用于光源、背光和反射鏡的高級實(shí)用工具常常能將新照明子系統的初始設計時(shí)間縮短為幾分鐘,而不需要幾天或幾周時(shí)間。

LightTools中的COM 接口允許將 LightTools 的功能整合到其它啟用 COM的應用程序中,例如 Microsoft? Excel、MATLAB? 和Mathematica?。除原有的 CATIA 傳輸模塊外,Data Exchange (數據交換)模塊還支持通過(guò) IGES、STEP 和 SAT 格式在LightTools 與其它 CAD 應用程序之間進(jìn)行直接雙向數據傳輸。LightTools 主要是作為集成多應用設計環(huán)境的一部分而存在,用以改善不同工程專(zhuān)業(yè)小組之間的交流,增進(jìn)企業(yè)的總體設計效率。

讓您高枕無(wú)憂(yōu)的 LightTools 精確度和演算結果

“實(shí)驗結果與 LightTools 的結果符合得很好......我們可以使用LightTools測試不同的照明設計。精確的結果將節省原型制作所需的時(shí)間和精力!----- 馮昭(音譯),倫斯勒理工學(xué)院照明研究中心

LightTools 照明設計軟件是一款具有專(zhuān)業(yè)光學(xué)功能和“光學(xué)精度”的三維實(shí)體建模工具。設計或加工機械零件時(shí),精度達到 20 微米以?xún)瓤赡芫妥銐蛄。但是,當通過(guò)光學(xué)系統追蹤光線(xiàn)路徑時(shí),對表面形狀和交點(diǎn)的技術(shù)要求需要以光學(xué)精度(光波長(cháng)的若干分之幾)計算。與機械和光學(xué) CAD程序不同,LightTools 中的表面形狀是用參數公式來(lái)定義的(而不是細分近似),以對所有計算保持表面形狀、位置和交點(diǎn)的光學(xué)精度。這種光學(xué)精度確保了 LightTools 模型能像真實(shí)系統一樣工作。



有些照明設計軟件產(chǎn)品宣稱(chēng)提供更快的光線(xiàn)追跡,但在LightTools 中,追蹤數百萬(wàn)條光線(xiàn)只用幾分鐘(而不是幾小時(shí))是很平常的事。我們的開(kāi)發(fā)團隊花費了數十人年的時(shí)間來(lái)改進(jìn)和優(yōu)化復雜的光線(xiàn)追跡專(zhuān)利算法,使 LightTools 能夠快速、精確地對原生和導入的幾何圖形進(jìn)行光線(xiàn)追跡。此算法與使用先進(jìn)蒙特卡羅技術(shù)的照明分析相結合,有助于隨時(shí)對所有系統的光效應進(jìn)行精確模擬.

LightTools 的照明分析非常先進(jìn),能告訴你何時(shí)追蹤到了足以滿(mǎn)足設計精度要求的光線(xiàn)。您可以控制模擬,修改分區數等接收器屬性,以及更改對稱(chēng)性計算以影響模擬誤差估計。在對微光刻系統等高精度應用的蒙特卡羅模擬過(guò)程中,可以追蹤數百萬(wàn)條光線(xiàn)。您可以將誤差估計報告中的數據復制、粘貼到其它應用程序進(jìn)行后處理,或者合并到其它報告中。




LightTools 支持雙向散射分布函數(BSDF),該函數是公認最精確的散射模擬方法,并且是太空望遠鏡等精密應用使用的標準方法。LightTools還帶有參數研究實(shí)用工具,用來(lái)確定制造工藝可接受的公差范圍,以使實(shí)際制造部件滿(mǎn)足產(chǎn)品規格要求。根據系統配置不同,您可以控制光線(xiàn)追跡以獲得更精確、更有意義的結果。例如,LightTools 支持表面交點(diǎn)處的概率性光線(xiàn)追跡、散射表面上的重要性取樣和用戶(hù)定義的光源瞄準區域。




LightTools 輕松支持復雜幾何圖形

照明子系統的設計難點(diǎn)不僅包括通過(guò)系統取得光線(xiàn),還包括為系統的形狀怪異的光學(xué)組件或幾何上復雜的固定部分建模。LightTools 這一靈活的三維實(shí)體建模設計工具能夠很好地解決這些難題。

LightTools 的基本三維實(shí)體模型包括球體、橢圓體、超環(huán)球體、方塊、圓柱體(包括錐體)、擠出體和旋轉掃掠折線(xiàn),可以編輯這些基本模型的參數,并可以任何尺寸、在任何位置、以任何角度插入這些基本模型。以前利用布爾操作創(chuàng )建的復雜物體可以隨時(shí)編輯,甚至在這些物體完成后仍可以編輯。利用布爾操作的邏輯相加、相交和相減,可以將每個(gè)實(shí)體與任何其它實(shí)體(原生的或導入的)合并。這樣就能創(chuàng )建復雜的、像加工出來(lái)一樣的模型,例如分段反射鏡和多面光管。請注意,復雜元件可以是光學(xué)、機械或結構部件。



CAD 幾何圖形定義的常常是現有的光學(xué)系統包絡(luò )結構。除了允許導入 CAD 幾何圖形之外,LightTools 的修補功能還會(huì )以互動(dòng)方式自動(dòng)幫助您實(shí)現更完整、更精確的幾何圖形,以在 CAD 應用程序之間共享。另外,如果您的 CAD 建模包是基于表面的而非基于實(shí)體的,那么 LightTools 可以將導入的表面自動(dòng)合并為實(shí)體,從而為在 LightTools 中操控此幾何圖形提供更大的靈活性。

利用 LightTools,無(wú)論是二維紋理(例如點(diǎn)畫(huà))還是三維紋理(各種形狀的隆起部分),均可以應用于任何平面表面。這一能力不僅有助于快速創(chuàng )建復雜的表面,而且有助于有效地模擬這些表面對光傳播的影響。

獨一無(wú)二的強大設計和分析能力

LightTools 有許多專(zhuān)門(mén)針對照明光學(xué)系統設計的獨特功能。事實(shí)上,可以說(shuō)它是當今唯一可用的一款照明設計程序。下面列舉 LightTools 的一些設計能力:

o 優(yōu)化:使符合規定設計準則的系統更快收斂。
o Point-and-shoot 互動(dòng)光線(xiàn)追跡:在設計過(guò)程中給出關(guān)于系統性能的直觀(guān)、實(shí)時(shí)可視化反饋。
o 編程擴展:運用 Visual Basic?進(jìn)行編程擴展以及通過(guò)COM 與其它應用程序互動(dòng),以簡(jiǎn)化設計過(guò)程,并能將LightTools 無(wú)縫集成到設計與制造過(guò)程中。
o 向應用的實(shí)用工具:可以產(chǎn)生各種各樣的背光、反射鏡和光源,以減少設計時(shí)間,提高設計效率。
o 面向任務(wù)的實(shí)用工具:用于搜索附送的庫資源,以及應用實(shí)用工具產(chǎn)生的表面屬性、光譜數據或角度分布。其它實(shí)用工具可以使重復任務(wù)自動(dòng)化,例如對制造前的公差設計參數進(jìn)行研究等。
o 參數編輯:可以編輯布爾幾何圖形的參數,以此來(lái)達到操控幾何圖形的目的,而無(wú)需一切從新開(kāi)始設計,從而為設計過(guò)程提供更大的自由度。



軟件程序能夠分析通過(guò)光學(xué)子系統的照明功率和分布并無(wú)稀奇之處,但 LightTools 具有其它產(chǎn)品所不具備的分析能力,其中包括:

o 數據圖過(guò)濾器:根據許多不同的準則將結果歸類(lèi),而不必重新模擬。
o 互動(dòng)式重新分區:模擬過(guò)程中可隨時(shí)對照度數據、接收器大小與位置的分區進(jìn)行重分配。
o 動(dòng)態(tài)轉動(dòng)照度計角度:以便在任何視角實(shí)時(shí)了解所制造系統的性能。
o Sobol(低偏差)隨機數產(chǎn)生:使模擬結果更快收斂。
o RGB 真彩輸出。
o 完全集成的繪圖包:允許繪制任何視場(chǎng)中的任何數據圖。



LightTools 讓您的產(chǎn)品具有所向披靡的競爭優(yōu)勢

無(wú)論是設計投影光學(xué)系統以顯示信息,還是設計背光以照亮特定區域,LightTools 的出色能力和算法都可以幫助您的設計團隊開(kāi)發(fā)和制造出最佳的光學(xué)系統,并先于競爭對手交貨。



LightTools 將幫助您設計符合需要的最佳產(chǎn)品,并對產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化以提高系統性能,同時(shí)降低產(chǎn)品成本。競爭壓力要求產(chǎn)品必須做到最好,而商業(yè)壓力則要求制造成本越低越好。投資 LightTools 將幫助您實(shí)現產(chǎn)品和業(yè)務(wù)目標,獲得豐厚的回報。它還將增進(jìn)工程師的設計效率,以其強大的能力幫助實(shí)現創(chuàng )新的設計思想。

如果照明光學(xué)系統的性能或成本攸關(guān)產(chǎn)品的成敗,那么LightTools 光學(xué)設計與分析軟件將能幫助您獲得成功。
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