本周為大家奉上
如何尋找?guī)缀五e誤

概要

這篇文章講解了：
· 在非序列模式中造成幾何錯誤（錯誤10561）的各種原因。
· 如何診斷這些錯誤。

介紹

使用 OpticStudio 做設(shè)計的時候，必須得知道得到的結(jié)果是否是正確的。尤其是在非序列模式下，復(fù)雜的幾何模型可以互相嵌套，此時如何知道建模是否有問題呢？
在非序列模式或者混合序列模式中( Mixed Sequential/Non-Sequential Mode)，都可能會遇到幾何錯誤。幾何錯誤會在光線遇到幾何體的某些區(qū)域并無法繼續(xù)追跡的情況下。這些錯誤會在軟件界面上彈出，并且同時寫入光線數(shù)據(jù)庫用于后期分析。事實上，看到這些錯誤未必證明系統(tǒng)有問題，相反，這些錯誤提示是用來告訴用戶更多的信息。分析這些錯誤信息可以讓人確信系統(tǒng)建模的正確性。
當(dāng)遇到幾何錯誤的時候，最重要的是要知道它們是如何產(chǎn)生的，以及如何找到這些信息。在 OpticStudio 中內(nèi)建了一些重要的工具來，它們可以回答上述問題。
幾何錯誤發(fā)生的原因不唯一。在本文中我們會介紹最常見的幾種幾何錯誤的原因，并且說明如何找到并修正它們。這些方法可以幫助您診斷復(fù)雜的文件，看看其中的幾何錯誤是否需要著重考慮。最常見的三種幾何錯誤的來源列表在下方：

錯誤信息中包含了什么內(nèi)容？

在混合系列模式出現(xiàn)幾何錯誤的時候，絕大多數(shù)情況都是因為錯誤的入口或出口位置擺放。如果切換進(jìn)純非序列模式中，錯誤信息會包含很多有用的內(nèi)容，即光線在何處發(fā)生了幾何錯誤。系統(tǒng)發(fā)出的幾何錯誤提示類似于以下這個：

該錯誤信息提示了第一根光線就沒能正確追跡。

· 第一行 – 第一行包含了非序列物體表面序號以及發(fā)出光線的光源物體序號。此處“非序列物體表面”指的是混合序列模式中作為非序列入口的那個表面。如果在混合序列模式文件中有超過一個的非序列物體，那么這個序號將會很有用。在純非序列模式中，此“非序列物體表面”序號永遠(yuǎn)為1。光源序號則代表了非序列物體編輯器中光源物體的號碼。請注意，如果光源序號為0則代表了錯誤光線來自于混合序列模式中的序列入射光。
· 第二行 – 第二行指示了發(fā)生幾何錯誤的非序列物體序號。
· 第三行與第四行 – 第三行和第四行說的是光線出射位置的在全局坐標(biāo)下的位置與方向余弦。對于混合序列模式系統(tǒng)，全局坐標(biāo)會以入口的頂點最為參考。請注意，在更新混合模式系統(tǒng)的時候 OpticStudio 在后臺會發(fā)出一些特定的光線來確定系統(tǒng)的基本屬性。因此，如果發(fā)生幾何錯誤，那么該錯誤即來自于后臺發(fā)出的光線中的一條。而發(fā)生錯誤的光線，未必就是用戶在 3D 布局圖里面繪制的光線。

綜上所述，有時候幾何錯誤發(fā)生的位置會顯而易見，但有時候還是需要分析光線傳播的路徑才能有效判斷。由于我們已經(jīng)有了錯誤光線的起始點坐標(biāo)和方向余弦，我們便可以建立一個光線光源( Source Ray )來模擬該錯誤光線傳播通過系統(tǒng)的情形。OpticStudio 內(nèi)置了一個工具來自動創(chuàng)建錯誤光線，用于分析。

“生成錯誤光線”( Create Error Ray )工具

每當(dāng)幾何錯誤發(fā)生時，OpticStudio 會儲存那根光線的起始點坐標(biāo)和方向余弦。這些信息可以用來創(chuàng)建一根光線來復(fù)盤之前的幾何錯誤。當(dāng)幾何錯誤發(fā)生之后，您可以讓 OpticStudio 生成一個光線光源來作為錯誤光線。方法如下：Setup > Create Error Ray:

點擊這個按鈕之后，OpticStudio 便會自動在非序列物體編輯器里面根據(jù)相應(yīng)的坐標(biāo)和方向余弦生成光線光源，同時把其他光源的分析光線條數(shù)和陳列光線條數(shù)同時設(shè)為0。當(dāng)用以分析幾何錯誤的光線建立之后，您就可以通過布局圖，光線數(shù)據(jù)庫查看器等功能來分析診斷造成幾何錯誤的原因。在分析的時候，建議臨時開啟“忽略追跡錯誤”，以避免 OpticStudio不斷地報告錯誤：

請注意這個選項是全局的，選擇后會自動勾選上光線追跡選項中的“忽略錯誤”復(fù)選框：

如果要保存并查看光線追跡的詳細(xì)信息，請勾選“忽略錯誤”并把光線數(shù)據(jù)保存成指定的文件名（擴展名為 .ZRD ）。

在光線數(shù)據(jù)庫里（分析>光線追跡分析>光線數(shù)據(jù)庫查看器），您可以查看光線傳播的詳細(xì)情況，并方便地找到光線在何處發(fā)生了錯誤（在 Z 列中用*標(biāo)記）。用這個方法您可以看到光線發(fā)生錯誤時所在地物體序號、物體的表面序號，以及完整地光線傳播路徑。如果要對模型進(jìn)行修改以避免錯誤，這個技巧便十分重要。

幾何錯誤對系統(tǒng)的影響

幾何錯誤可能來自于模型中錯誤，會導(dǎo)致不正確的光線追跡結(jié)果。但是，在一些設(shè)置完全正確的系統(tǒng)中也有可能會出現(xiàn)偶然幾根光線的幾何錯誤，其主要原因是光線打到了表面之間的不連續(xù)處，以至于軟件無法計算下一步追跡的方向。這樣的錯誤光線會被 OpticStudio 的算法舍棄。在多數(shù)情況下，只要追光后“能量損失（錯誤）”這個值相比于光源的總光強而言非常小，那么這些個別的錯誤光線就能安全地被忽略掉。

當(dāng)光線追跡完成后，OpticStudio 會匯報出能量損失（閾值）和能量損失（錯誤）。

上述數(shù)據(jù)是絕對大小，而非相對值（如：瓦特）。如果能量損失的值較大，那么需要進(jìn)一步調(diào)查其原因。如果能量損失值很小，那么這些問題就可以忽略掉，且認(rèn)為結(jié)果是正確的！

總結(jié)

當(dāng) Optic Studio 不知道下一步該如何追跡光線的時候，便會產(chǎn)生幾何錯誤。常見的原因是物體或者表面的構(gòu)建或者位置擺放有問題。具體包括：

· 混合模式下錯誤的入口與出口的位置
· 錯誤的非序列光源位置
· 無效的實體模型

您可以參考系統(tǒng)發(fā)出的幾何錯誤信息來尋找錯誤發(fā)生的位置。有的系統(tǒng)中幾何錯誤無法完全避免，但是少數(shù)的幾個幾何錯誤是無關(guān)緊要的，可以忽略。