OpticStudio在進(jìn)行計(jì)算時(shí)會(huì)存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)可供用戶進(jìn)一步分析，并設(shè)計(jì)了許多工具用來展示它們，今天讓我們?cè)敿?xì)學(xué)習(xí)：

概述

本文旨在說明光線數(shù)據(jù)庫查看器 (Ray Database Viewer) 分析結(jié)果中出現(xiàn)的相關(guān)名詞與標(biāo)識(shí)，包含Ray、 Segment、Path、Prnt、Levl、In、Hit等等。

正文

首先我們?cè)O(shè)定一個(gè)簡單的系統(tǒng)以便說明，這個(gè)系統(tǒng)設(shè)定如下：

使用單光線光源 (Source Ray)，并設(shè)定陳列光線條數(shù)# (#Layout Rays) 以及分析光線條數(shù)# (#Analysis Rays)。 這會(huì)讓系統(tǒng)僅追跡一條光線，方便我們觀察光線分裂 (Ray Split) 與線段 (Segment) 的關(guān)系。

物體2與3是兩片BK7平板玻璃。

光線追跡相對(duì)閾值強(qiáng)度 (Minimum Relative Ray Intensity) = 0.05，當(dāng)光線能量相對(duì)于從光源出發(fā)時(shí)的比例低于此值時(shí)，將會(huì)停止追跡， 此時(shí)該光線能量會(huì)計(jì)入能量損耗（閾值） (Energy Lost (Threshold)) 并顯示光在光線追跡 (Ray Trace) 窗口的下方。

打開3D布局圖 (3D Layout) 并確認(rèn)勾選“使用偏振 (Use Polarization)” 、 “NSC光線分裂 (Split NSC Rays)” 以及 “光線箭頭 (Fletch Rays)” ，布局圖上的追跡結(jié)果如下圖。

打開分析(Analyze) > 光線數(shù)據(jù)庫查看器 (Ray Database Viewer)，打開設(shè)定對(duì)話框，取消勾選XYZ，勾選光程 (Path)。

設(shè)定后點(diǎn)選OK，可以看到如下信息：

表中列出Ray 1在系統(tǒng)分裂后的線段 (Segment) 詳細(xì)信息，Seg# 欄位代表線段編號(hào)，光源本身代表Seg# = 0， 每一次光線與物體交錯(cuò)后若有反射、折射、繞射、散射等行為，即產(chǎn)生新的線段，表中線段編號(hào)如下：

從光線數(shù)據(jù)庫查看器的報(bào)告中可以看到，此光線追跡后共產(chǎn)生16個(gè)線段 (Segment)，7個(gè)分支 (Branch)，分支的意思是 “光線從光源追跡到停止為止” 算一個(gè)分支，不同的分支可能會(huì)包含同樣的中間線段，但最后一個(gè)線段一定是不同的。舉例來說，上圖中的分支共有以下7個(gè)：

Branch1: 0 > 1 > 2 > 3 > 4 > 5
Branch2: 0 > 1 > 2 > 3 > 4 > 6 > 7
Branch3: 0 > 1 > 2 > 3 > 8 > 9 > 10
Branch4: 0 > 1 > 2 > 3 > 8 > 11
Branch5: 0 > 1 > 2 > 12 > 13
Branch6: 0 > 1 > 2 > 12 > 14 >15
Branch7: 0 > 1 > 16

如果勾選設(shè)定中的 “顯示分支路徑 (Expand Into Branches)” ， 則可以在光線數(shù)據(jù)庫查看器 (Ray Database Viewer)中以不同分支來分類，列出所有線段的詳細(xì)資料，不同分支之間的的線段信息可能會(huì)有重復(fù)，是正?，F(xiàn)象。

報(bào)告中的Prnt欄位代表該線段的母線段 (parent segment)，例如線段2與16都是由線段1分裂出來的，其Prnt欄位數(shù)值就是1。注意報(bào)告中線段7母線段是6而不是15，線段15擊中下一個(gè)物體后就停止追跡了，是其中一個(gè)Branch的尾端。
Levl欄位代表從出發(fā)算起光源該線段是第幾個(gè)。舉例來說，若把線段2與線段16稱為線段1的子光線 (Child Ray) ，則Levl可代表 “第幾代子光線” 這樣的概念。舉例來說， 從光源算起，線段10需經(jīng)過 1、2、3、8、9，包含自己是6個(gè)線段，因此Levl是6。
In欄位代表該線段是位在哪個(gè)編號(hào)的物體中，線段不可能跨物體存在。
Hit欄位代表線段最后擊中的物體編號(hào)。
若Hit與In都是0的情況，代表光線可能在空氣中找不到下一個(gè)物體可以擊中，如果是此情況，可以在注釋 (Comment) 欄位看到Missed的注解。
Face欄位顯示擊中物體的哪一個(gè)表面 (Face)。
XRTS DGEF BZ欄位代表線段狀態(tài)，其中XRTSDBZ代表此線段尾端 “擊中物體后” 發(fā)生的事件 (Event)，X是停止追跡、R是反射、T是穿透、S是散射、D是繞射、B是體散射、Z是發(fā)生錯(cuò)誤。而GEF代表此線段是 “母線段發(fā)生某事件后” 產(chǎn)生的，也就是他們其實(shí)代表母線段尾端發(fā)生的事件，G鬼影反射、E是繞射、F是散射。
Path To代表線段長度，注意此為物理長度，還需要考慮該線段所在介質(zhì)，才會(huì)成為光程長度 (Optical Path Length)。
Phase必須在遇到探測器 (Detector) 時(shí)才會(huì)計(jì)算。
最后Intensity則代表該線段擊中物體前的能量。

其他補(bǔ)充： 若在設(shè)定中選取XYZ (預(yù)設(shè))，則可以看到線段擊中物體后的座標(biāo)。 若勾選平均 (Normal)，則可以看到線段擊中物體的位置上，表面的法向量。 若勾選LMN，則可以顯示線段的行進(jìn)方向，用方向余弦 (direction cosine) 表示。 若勾選Exyz，則可以顯示該線段上的電場方向。