ZEMAX OpticStudio 如何創(chuàng)建演講品質(zhì)的圖表和動(dòng)畫
光學(xué)本身就是一個(gè)與視覺息息相關(guān)的學(xué)科,不少光學(xué)學(xué)者也是攝影藝術(shù)的愛好者。OpticStudio 作為一款專業(yè)的光學(xué)仿真軟件,當(dāng)然不能少了繪制好看圖表和動(dòng)畫這樣服務(wù)視覺的功能。
今天我們的主題就圍繞著“好看”這個(gè)詞展開:
如何創(chuàng)建演講品質(zhì)的圖表和動(dòng)畫
概述
醒目的圖表和具有視覺吸引力的示意圖將引起受眾的注意,它們會(huì)使人印象深刻并留下專業(yè)化的印記。
由于優(yōu)質(zhì)的圖表可對(duì)演講或報(bào)告的專業(yè)形象產(chǎn)生巨大的影響,OpticStudio 支持各種圖表功能,讓您輕松完成對(duì)示意圖的轉(zhuǎn)換。
本文旨在詳細(xì)討論 OpticStudio 中可用于導(dǎo)出和創(chuàng)建圖表的各種技術(shù)和工具。我們將介紹如何復(fù)制/導(dǎo)出圖表、注釋圖表、更改表面的透明度和顏色以及快速輕松地開發(fā)動(dòng)畫。
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導(dǎo)出 OpticStudio 圖表
在導(dǎo)出圖表時(shí),重要的是了解圖表將面對(duì)的受眾。
例如,OpticStudio 中的 2D 布局對(duì)專業(yè)工程師非常有用,但它對(duì)吸引一般受眾的注意確實(shí)沒什么幫助:

我們只需選擇實(shí)體模型,即可提高繪圖的外觀質(zhì)量:

與 2D 橫截面視圖相比,實(shí)體模型具有一些額外的功能。例如,我們可以修改透鏡的顏色和透明度。我們還可以更改模型的方向和應(yīng)用截面視圖。
或者,通過更改顏色組合、添加一些旋轉(zhuǎn)、修改透明度以及繪制每個(gè)元件的 3/4 部分,我們可以輕松產(chǎn)生類似以下內(nèi)容:

任何圖表窗口(包括以上所示)都可另存為 BMP、PNG 或 JPG 文件。通過工具欄中的“另存為”工具項(xiàng)即可進(jìn)行此操作。

導(dǎo)出格式選項(xiàng)為 PNG、BMP 和 JPG。選擇其中任一格式將調(diào)用 Windows“另存為”窗口,您可以在其中以所需的名稱保存文件到所需的目錄。

已保存的文件可以導(dǎo)入至許多不同的 Windows 應(yīng)用程序。如果您愿意,還可以進(jìn)行后期編輯。對(duì)于演講,這些文件可以輕松導(dǎo)入到 Microsoft PowerPoint 等程序。有關(guān)導(dǎo)入這些文件的詳細(xì)信息,請(qǐng)參閱該應(yīng)用程序的文檔。
如果您計(jì)劃修改圖表的尺寸(增加),最好在打開經(jīng)典視圖的情況下將圖像導(dǎo)出為 PDF,以將圖表另存為圖元文件。您可以導(dǎo)航至“設(shè)置...配置選項(xiàng)...繪圖”啟用此繪圖。

這樣做的原因是圖元文件與 BMP 文件或 JPG 不同,它是矢量圖表格式。矢量圖表的基本概念為其內(nèi)包含一系列描述如何呈現(xiàn)圖像的繪圖說明,從而使其完全與設(shè)備無關(guān)。有關(guān)完整的討論,請(qǐng)點(diǎn)擊此處1。因此,縮小或放大圖元文件不會(huì)降低圖像質(zhì)量。
為了演示,以下兩個(gè)示意圖為原來很小的探測(cè)器查看器的放大圖像。一個(gè)為圖元文件,另一個(gè)為 BMP 文件。很明顯就能看出二者之間的區(qū)別。


復(fù)制到剪貼板
一個(gè)極其有用的 Windows 功能是剪貼板。剪貼板是圖表和文本的“等候區(qū)”。使用剪貼板的好處是幾乎所有 Windows 程序都可以導(dǎo)入或?qū)С龅郊糍N板。要使 OpticStudio 圖表進(jìn)入剪貼板,您可以右鍵點(diǎn)擊圖像并選擇“復(fù)制圖片”。分析窗口的工具欄中也包含“復(fù)制”功能:

或者,您可以在當(dāng)前窗口中按 Ctrl + C。復(fù)制將在瞬間完成,因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸速度極快。并且,數(shù)據(jù)可用于其他應(yīng)用程序。
復(fù)制到剪貼板不僅快速輕松,而且將使用圖元文件復(fù)制圖表到剪貼板,這意味著在粘貼或?qū)氲狡渌?Windows 程序時(shí),Windows 會(huì)使用矢量表示形式來繪制此圖表。
使 OpticStudio 圖表進(jìn)入其他應(yīng)用程序的另一種方式是執(zhí)行截屏。有多種工具可用于此操作。一個(gè)此類工具已直接內(nèi)置于 Windows 10:截圖工具。您可以在 Windows 開始菜單中搜索并找到該工具:

您可以從 OpticStudio 導(dǎo)出圖表并在外部軟件中添加注釋,也可以通過便利的注釋功能直接在 OpticStudio 中添加注釋。除了注釋編輯器,注釋功能還支持線、箭頭、文本和方框命令。每個(gè)命令都有自己特定的語法,幫助系統(tǒng)中有詳細(xì)介紹:The Analyze Tab (sequential ui mode)...Graphics and Text Windows Operations...Using the Annotation Feature。
要使用注釋功能,請(qǐng)導(dǎo)航指分析窗口的工具欄:

例如,如果您選擇文本,布局圖將改變顏色。此時(shí),您可以選擇文本出現(xiàn)的位置。在您點(diǎn)擊位置之后,“注釋文本”對(duì)話框?qū)棾觯梢暂斎胨璧奈谋荆?/p>

選擇“確定”之后,文本將出現(xiàn)在選定的位置。

以此,您可以點(diǎn)擊分析窗口中的另一個(gè)位置,繼續(xù)添加更多注釋。您可以按鍵盤上的“Esc”退出該工具。
要編輯或移除新創(chuàng)建的注釋,可以使用注釋編輯器。編輯器用工具欄上的鉛筆圖標(biāo)表示。注釋編輯器采用文本編輯器的形式,以其文本語法形式列出每條命令。這樣可以更精確地控制線和文本的確切位置、控制文本字體,并且能夠添加更復(fù)雜的注釋。

要移除注釋,只需在注釋編輯器中刪除代表此注釋的行。請(qǐng)注意,您還可以通過注釋編輯器底部的“保存”和“加載”按鈕來保存和加載注釋文件。通過一些其他命令,您能夠更徹底地標(biāo)注示意圖,這樣可以幫助區(qū)分兩種不同的結(jié)構(gòu):

更改實(shí)體模型圖的顏色
表面(序列)和物體(非序列)可以在 OpticStudio 的實(shí)體模型圖中顯示為不同的顏色。
在“表面屬性...‘類型’選項(xiàng)卡”(序列)和“物體屬性...‘繪圖’選項(xiàng)卡”(非序列)對(duì)話框下,您可以分別通過“表面顏色”和“物體顏色”的下拉菜單來更改表面和物體顏色。


顏色用數(shù)字列出,下拉菜單中顯示每種顏色的預(yù)覽。這樣可以在為特定的表面或物體選擇顏色之前輕松“預(yù)覽”每種顏色。

在任何指定的時(shí)間,菜單中都提供 24 種顏色。然而,您可以靈活地更改與每個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)的顏色,從而讓您自由地創(chuàng)建 OpticStudio 中可供使用的無限數(shù)量的不同顏色。
您可以在“設(shè)置...系統(tǒng)選項(xiàng)...顏色”中控制這些顏色。每種顏色都由紅、綠、藍(lán)三原色值(從 0 到 255)的組合來表示。要更改顏色,只需輸入所需的紅、綠、藍(lán)值。

將每個(gè)顏色數(shù)字更改為所需的顏色之后,請(qǐng)點(diǎn)擊“應(yīng)用”,然后點(diǎn)擊“確定”。請(qǐng)注意,如果您以后需要,可以將顏色“重置”為默認(rèn)值。
現(xiàn)在,屬性對(duì)話框中選定的顏色數(shù)字將與新創(chuàng)建的顏色對(duì)應(yīng)。在創(chuàng)建具有視覺吸引力的顏色協(xié)調(diào)圖時(shí),這樣會(huì)非常有用。在其他情況下,您可以將某些顏色用于強(qiáng)調(diào)或者幫助區(qū)分您設(shè)計(jì)的某些特征,如下所示:

透明度和實(shí)體模型設(shè)置
您還可以在實(shí)體模型中將表面和物體設(shè)置為半透明,這樣可以更輕松地查看光線路徑。否則,體積內(nèi)部的光線軌跡會(huì)無法被查看到,完全或部分在其他物體內(nèi)部的物體也會(huì)不可見,并且在各種視圖旋轉(zhuǎn)位置都無法看到其他物體后面的物體。


每個(gè)物體或表面的透明度設(shè)置在“物體屬性”或“表面屬性”對(duì)話框中的“顏色”設(shè)置旁邊。透明度為 100% 意味著物體/表面完全不透明,透明度為 0% 實(shí)際上等于完全未繪制物體/表面。

您可以手動(dòng)設(shè)置透明度,也可以要求 OpticStudio 設(shè)置透明度設(shè)置。您可以通過在實(shí)體模型視圖中選擇“透明度:考慮”來進(jìn)行此操作。

選擇此設(shè)置將允許 OpticStudio 更新物體/表面的透明度設(shè)置,以便看到所有物體/表面。
實(shí)體模型和 NSC 實(shí)體模型具有許多其他設(shè)置,可用于更改示意圖的外觀。對(duì)于序列系統(tǒng)的實(shí)體模型,有用于剖面繪圖、徑向段數(shù)、角向段數(shù)、亮度、背景和透明度的設(shè)置。

需要?jiǎng)?chuàng)建“更光滑的”表面,可以增加徑向和角向段數(shù)。背景設(shè)置將更改實(shí)體模型布局的背景顏色,可以設(shè)置為一些不同的顏色,其中包括通過“系統(tǒng)選項(xiàng)...顏色”菜單內(nèi)定義的 24 種不同顏色。您也可以調(diào)整亮度,更高的百分比將增加顯示的亮度。
在某些情況下,能夠關(guān)閉透明度設(shè)置而不必通過屬性對(duì)話框單獨(dú)更改每個(gè)表面的透明度,會(huì)是很棒的事情。因此,實(shí)體模型中的“透明度”設(shè)置也可以設(shè)置為“忽略”。通過實(shí)體模型修改透明度會(huì)使用與單獨(dú)更新每個(gè)表面的透明度時(shí)不同的算法來渲染場(chǎng)景。您只需選擇產(chǎn)生首選渲染效果的方法。
您還可以通過實(shí)體模型設(shè)置中的“畫切面”下拉菜單來繪制元件的各個(gè)部分。您可以按照四分之一的增量來選擇繪制部分,包含 1/4、1/2、3/4 及全部。

動(dòng)畫
在其他軟件應(yīng)用程序的幫助下,您可以非常輕松地生成 OpticStudio 中任何圖表的動(dòng)畫。市面上有許多圖像抓取和動(dòng)畫軟件包,我們對(duì)您應(yīng)購買和使用哪個(gè)軟件包保持中立。在本文中,我們利用了 Easy GIF Animator 這款實(shí)惠且易于使用的 GIF 動(dòng)畫軟件。
Easy GIF Animator 能夠抓取一組圖像并以指定延遲按順序顯示這些圖像,從而創(chuàng)造動(dòng)畫效果。Easy GIF Animator 可以通過 .GIF、.JPG、.JPEG、.BMP、.ICO、.EMF 和 .WMF 文件創(chuàng)建動(dòng)畫 GIF 文件。由于 OpticStudio 能夠?qū)D表導(dǎo)出為 .JPG、.BMP、.EMF 和 .WMF 格式,可以將一系列圖像從 OpticStudio 導(dǎo)出并作為動(dòng)畫的幀導(dǎo)入到 Easy GIF Animator中。
您可以手動(dòng)每次導(dǎo)出一個(gè)窗口,也可以使用使用 ZPL 的功能自動(dòng)完成此過程。ZPL 包括多個(gè)用于圖表窗口導(dǎo)出的關(guān)鍵詞,這些關(guān)鍵詞將模擬確切的 GUI 調(diào)用以導(dǎo)出圖像。EXPORTBMP 和 EXPORTJPG 分別將任何圖表窗口導(dǎo)出為 BMP 或 JPG。其中任何一個(gè)關(guān)鍵詞,在與字符串函數(shù) ($STR) 組合時(shí),能夠以不同的文件名導(dǎo)出多個(gè)圖像,以便將其加載到您的動(dòng)畫軟件。
為了演示通過 ZPL 導(dǎo)出圖像的動(dòng)畫,我們將使用一個(gè)專為繪制鍍膜反射鏡而構(gòu)建的簡(jiǎn)單的序列文件。連同此文件,一個(gè)簡(jiǎn)短的宏將用于在反射鏡關(guān)于其 Y 軸傾斜時(shí)導(dǎo)出多個(gè) JPEG 圖像。兩個(gè)文件都已添加為本文的附件。
下面的宏在反射鏡處于 FOR 循環(huán)之前設(shè)置坐標(biāo)間斷表面上的 Tilt About Y 參數(shù)。對(duì)于每個(gè)傾斜值,實(shí)體模型窗口會(huì)更新并以不同的文件名導(dǎo)出為 JPG 文件。

在將 36 個(gè)圖像導(dǎo)入到 Easy GIF Animator 之后,我們可以為演講用途創(chuàng)建涂層反射鏡的動(dòng)畫旋轉(zhuǎn)。

在 ZPL 和動(dòng)畫軟件的幫助下,創(chuàng)建 OpticStudio 影片將具有無限的可能性,并將真正吸引您的受眾的注意。由于每個(gè)動(dòng)畫包都不同,我們建議參閱產(chǎn)品的文檔,了解關(guān)于通過由 OpticStudio 導(dǎo)出的文件創(chuàng)建動(dòng)畫的詳細(xì)信息。您可能會(huì)在多篇 OpticStudio 知識(shí)庫文章中發(fā)現(xiàn),通過已導(dǎo)出的 OpticStudio 圖表創(chuàng)建您自己的動(dòng)畫將具有許多可能性。
OpticStudio 中提供各種工具,可用于增加您為演講而創(chuàng)建的圖表的質(zhì)量。您可以將圖表復(fù)制并粘貼到其他應(yīng)用程序、導(dǎo)出進(jìn)行外部編輯、從 OpticStudio 中添加注釋以及導(dǎo)出以生成動(dòng)畫。此外,您可以更改每個(gè)表面或物體的顏色和透明度,實(shí)現(xiàn)專業(yè)的設(shè)計(jì)圖表。