第31卷第4期光学仪器Vol.31,No.42009年8月OPTICAL INSTRUMENTSAugust,2009文章编号：1005-5630(2009)04-0034-04Zemax扩展程序的Visual C++编写实例*钱晓峰(苏州66视觉科技胶份有限公司，江苏苏州215005)摘要：Zemax具有一个很强大的功能，它允许其他程序和它建立接口，以达到交换数撼的目的。为了解析Zmax和其他程序间的通讯关系，第明其间内在的本质原理，选用软件自带的一个文件，并使其和使用Vi5ualC++软件编译的一个客户程序建立通讯关系，结果以Zmax文本的形式显示。因此，通过编写外部扩展程序，可以进行自定义的数据分析和结果显示。可见，在很多情况下可以通过编写比校复杂的外部程序来拓展Zemax分析系统的功能。中图分类号：TP3-05文献标识码：AA example of extension program of Zemax compiled with Visual C++QIAN Xiaofeng(Suzhou 66 Vision Tech Co.,Ltd.Suzhou 215005.China)Abstract:Zemax has a powerful function,which could allow other programs set up interface toexchange data.In order to analyze the communication relationship between Zemax and otherprogram and explain the internal essential theory between them,here a communication was setup between a file of Zemax and a user extension program compiled with Visual C++,anddisplay the result in the text of Zemax.So it can do a custom data analysis and result displayform the extension program compiled outside.In many times,the function and ability of Zemaxcan be extended by extension program,which complicatedly compiled outsides.Key words:Zemax;extension;ray trace;optical design1引言近年来，国内很多单位相继引进了Zemax这个光学设计软件，它是美国Focus Software Inc,公司的通用、高效的光学设计软件。使用Zmax这个光学软件不仅可以用来设计和分析光学系统)，优化团像差)，还可以使其和其他Windows程序建立通讯，因此其他Windows程序可以通过Zemax获得镜头的相关数据。这个程序枝称为Zemax的扩展程序Extension program。扩展程序l)可以使用Zemax来进行一个光学系统的光线追迹，并从Zemax接收回数据。现通过选用一个Zemax自带的文件，从结构上介绍了Zemax和其他Windows程序建立通讯进行数据交换的过程，并且分析了通讯过程中一些本质的内在关系。·收稿日期：200812-19作者简介：钱晓峰(1980)，男，江苏苏州人，工程师，顶士，主要从事光学设计方面的研充，万方数据第4期钱晓锋：Zemax扩展程序的Visual C++编写实例2建立通讯当和其他程序建立通讯关系时，Zmax就作为一个服务器，其他程序经过适当的编译就作为一个客户。Zemax和其他程序关系如图1所示。这种在其他应用程序和Zemax间建立的通讯程序通过使用动Send request态数据交换(dynamic data exchange,DDE)编译)。DDE是一个在ZEMAXOther programWindows操作系统内部定义的协议，用来在不同的程序中共享数Seply requset据。两个不同的程序可以建立DDE联系，此时其中一个程序扮演图1 Zemax和其他程序关系图的数据，而服务器则向客户发送相应的数据。为了使客户程序能够other program改变当前Zemax的编辑器的相关数据，需要在Zemax的General菜单中勾选“Allow Extensions To Push Lenses'”,为了能有条理地处理所有和Zem8x通讯的过程，需要一个代码通用的模板。Zclient就是这样的一个文件，其中内嵌了一个叫做“UserFunction”的函数，UserFunction是使用者在外部编译的一段函数代码，和Zclient一起被编辑，来建立这个可执行扩展程序。当Zemax调用某个扩展程序时，开始先在Zclient中执行。Zclient建立了DDE传输，然后调用“UserFunction”。在用户函数中，由Zclient提供了两个函数，PostRequesMessage和GetString,都是通常被用来从Zemax中得到重要数据的函数。根据需要，这些数据作为一个文本数据或者图形数据被格式化，再传回Zemax被显示出来。PostRequesMessage的语法结构如下：PostRequesMessage (szltemname,szBuffer);szItemname包含了项目的名称，将请求的数据传送回字符串szBuffer中，而使用GetString来摘录这些单独的数据项。GetString的语法结构如下：GetString(szBuffer,nItem,szSubString);字符串szBuffer是由PostRequesMessage得到的缓冲器，整数nltem是要球的数据项的编号，注意0代表第一项，l代表第二项；szSubString保存了从nItem位置得到的数据。3执行扩展程序一旦建立了通讯关系，就需要调用用户函数UserFunction来进行具体的数据处理。UserFunction是客户编译的核心部分，该函数中包括了所有客户要求实现的功能和显示的代码，通过编译就可以建立可执行程序。执行时，Zemax在目录Extend中查找扩展程序，因此一个可执行的扩展程序[可都被放在该目录下。当从文件Extensions菜单中执行一个被列出的扩展程序名称时，Zemax将以如下的语法形式来执行这个扩展程序：program nametextflag optionsflag tempfile (settings data)其中：program name为这个可执行程序的完整路径名：textflag为文本标记；optionsflag为设置框标记；tempfile为临时文件的完整路径名和文件名：settings data为数据设置。执行完毕之后，再根据扩展程序的要求以一定的形式表示出来。MakeText Window和MakeGraphicWindow分别用来显示文本窗口和图形窗口。在执行扩展程序的过程中，存在两种可能的情况：(I)扩展程序只是从Zemax中得到相关数据后，只是简单的列出，不做任何处理。万方数据光学仪器第31卷(2)扩展程序从Zemax得到相关的数据并处理后，以Zemax的窗口形式显示出来。这里就涉及到临时文件的问题。临时文件最初并不存在，需要扩展程序来建立它，将文本或图形数据写到这个文件中，然后调用MakeText Window或MakeGraphicWindow。如果只是简单的更新一个已经存在的窗口，那么这个文件可能已经存在了，它将被覆盖。如果这个文件不能被打开或被读取，则是因为它的数据不可能是扩展程序最初放在那里的数据了。如果只是从Zmax那里获得相关的数据而不进行任何处理，则Zemax不会给你传一个合理的文件名：此时如果想打开这个文件则会发生这样的情况：if(output-=fopen(szOutputFile,."wt")==NULL),就是说打开了一个文件名为空的文件，这是不允许的。4.编写实例为了更加容易理解其中的通讯关系，这里给出一个使用Visual C++6.0编写的非常简单的扩展实例，其2D外形图如图2所示。打开Zemax,载人软件自带的Sample镜头库下Objectives文件夹中Cooke40 degree field.zmx这个文件。选择Zemax软件Extensions菜单中All the data这个扩展程序，该程序是由作者编译成可执行文件后载人。该扩展图2实例的2D外形图程序通过Zemax得到一些数据，比如表面数目，数据单位、光Fig.2 The 2D layout of this example阑表面等，但是不进行数学处理，而是以Zax文本框的形式将数据罗列出来。该实例的客户程序部分代码如下：void UserFunction(char szCommandLine)int text,show_settings,numsurfs,units,stop,axissymmetry,aimingtype,temperature,pressure,activesurf;char szModuleName[260];char￥lensname;FILE output;textshow_settings=1;PostRequestMessage("GetSystem",szBuffer);numsurfs=atoi(GetString(szBuffer,0,szSub));units=atoi(GetString(szBuffer,1,szSub));stop=atoi(GetString(szBuffer,2,szSub));axissymmetry =atoi(GetString(szBuffer,3,szSub));sprintf(szBuffer,"MakeText Window,\"%s\",\"%s\",\"%s\",%i",output,szModuleName,szAppName,activesurf);PostRequestMessage(szBuffer,szBuffer);一旦选定Extension菜单中该可执行文件，Zemax就和该扩展程序进行数据通讯，然后以Zemax窗万方数据