「TracePro光线模拟软件」：如何用它实现光学系统设计和 ...

潘金麟 · 发表于 2023-3-18 08:27:26

TracePro是一套普遍用于照明系统、光学分析、辐射度分析及光度分析的光线模拟软件。它是第一套以ACIS solid modeling kernel为基本的光学软件。第一套结合真实固体模型、强大光学分析功能、资料转换能力强及易上手的使用介面的模拟软件。
TracePro可利用在显示器产业上，它能模仿所有类型的显示系统，从背光系统，到前光、光管、光纤、显示面板和LCD投影系统。
比起传统的原形方法，TracePro在建立显示系统的原型时，在时间上和成本上要降低30－50%。
TracePro作为下一代偏离光线分析软件，需要对光线进行有效和准确地分析。为了达到这些目标，TracePro具备以下这些功能：处理复杂几何的能力，以定义和跟踪数百万条光线；图形显示、可视化操作以及提供3D实体模型的数据库；导入和导出主流CAD软件和镜头设计软件的数据格式。
TracePro将蒙特卡罗光线跟踪，分析，CAD导入/导出和优化方法与完整而强大的宏语言相结合，可解决照明设计和光学分析中的各种问题。
TrancePro的主要工作领域非常广阔，包含了带有灯光的很多方面，例如灯光照明研究设计、非呈像的镜头设计、光导管设计、以及很多光学研究等方面。凭借着这款软件如此全面的功能，多领域的用户都可以使用这款软件来达到自己的使用目的。
Tracepro对于光学和照明系统的模拟设计、分析和优化，成效卓越且适用于各个产业。凭借直观的CAD界面和强大的互动式优化器，TracePro提供的光学设计软件具有较短的学习曲线，分析成果精准可靠，不但加速了产品开发过程并减低大批开模花费。

TracePro的优势

实体建模

使用TracePro用户友好的3D CAD界面，您可以通过导入镜头设计或CAD文件或直接创建实体几何体来创建TracePro模型。TracePro使用真正的实体建模引擎来确保一致且稳健的模型。

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性能和准确性

TracePro的光线跟踪引擎快速而准确。甚至在导入的样条曲线时-也可以对全部曲面进行精确的光线追踪-不会遗漏任何交叉点或“漏光”光线。TracePro特有的Analysis Mode光线追踪功能非常强大，可以创建交互式环境。使用分析模式，您可以在视觉上和数量上分析每个表面和对象。

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预定义的光学特性

已经开发了数百种预先存在的属性，可以应用于TracePro模型。
特性包括：材料（光学玻璃，塑料，红外材料），表面特性，体散射和荧光。

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直观的用户界面

TracePro凭借其友好快速学习的类似CAD的界面，将自己与其他软件解决方案区分开来。
TracePro着名的易用GUI意味着简短的学习曲线，无需重新培训。

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TracePro的定制

光线跟踪模式的选择

分析模式用于跟踪中等数量的光线（数百到数千），可以完全自由的交互方式分析任何表面上的结果。
模拟模式用于跟踪许多光线（数百万，数十亿或数百亿），以对系统进行精确的仿真。

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源，材料，荧光和表面属性数据库

可以使用自定义参数定义属性，也可以从TracePro的常用商业资源，材料和涂层目录中应用。
您还可以将自己的属性添加到数据库以简化建模过程。

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多功能可编程性

强大的宏语言使您能够自动执行许多分析和设计任务。宏记录器是学习Scheme编程语言和启动编程任务的好工具。TracePro用户界面中提供的大多数功能也可用作宏命令。
您还可以访问底层实体建模引擎，以便对几何体创建，编辑和分析进行低级访问。Scheme是一种功能全面的编程语言，提供循环，分支，文件I/O等。

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TracePro能够做什么？

照明

TracePro为灯具和照明设计师提供准确，全面的设计环境。
灯具设计要求严格遵守系统性能标准，包括空间和角度光分布，均匀性，亮度和光谱特性，以及美观因素，如点亮和不亮的外观。

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Interactive Optimizer

我们直观且易于学习的界面使我们的用户能够快速有效的实现他们的设计目标。我们的3D优化器使您能够使用交互式光线跟踪绘制起始设计，然后使用各种操作数进行优化。真实感染功能完善了虚拟原型制作过程，使TracePro用户能够缩短设计-构建-测试周期。

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RepTile™

RepTile（重复平铺）功能可对重复微结构进行程序建模，这些微结构用户显示器背光上的漫射器。这些漫射器太复杂，无法在CAD软件中进行显式建模，但可以在TracePro Expert中进行高效的光线跟踪，并使用纹理优化器进行优化。

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逼真的渲染

准确模拟产品的外观，减少昂贵的试错原型
无论您是设计仪表板，开关或指示灯管道还是汽车照明，TracePro都可以精确的模拟您的设计外观。

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成像光学

TracePro用于分析成像系统的非成像方面，例如杂散光，偏振效应，热负荷，体散射和荧光。

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太阳能模拟器

TracePro的太阳能仿真器和优化功能可确保太阳集热器以极高的效率运行。
使用多轴跟踪和辐照度分析您的设计是否有指定的太阳旅行时间，用于直接和间接太阳贡献。

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非成像光学

导光板和显示器设计人员可以确信TracePro能够以更少的昂贵原型准确预测产品的性能和美观。TracePro为设备和工业设计人员提供了信心，即仿真可以准确的预测性能，而无需为各种技术进行昂贵的原型迭代。

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杂散光分析

TracePro开始是为NASA开发的，用于太空望远镜和遥感系统的杂散光分析，它仍然是该软件的优势。
通过先进的路径分类，光线可视化和优化，TracePro可以消除杂散光分析和设计中的苦差事。

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TracePro用于许多行业的光机械设计和分析。主要应用包括：

光管设计

光管或光导通常用于消费电子产品，航空电子设备，仪表板，开关，指示器和显示设备中。导光管是一体成型的透明抛光塑料装置，用于将光导到需要的地方。柔和的曲线用于通过全内反射（TIR）结合用作镜面的斜角来引导光。空心灯管还用于建筑物，隧道和其他结构的采光应用中。

灯光

TracePro为照明设计师提供准确，全面的设计环境。照明系统设计要求严格遵守性能标准，包括空间的角度光分布，均匀性，强度和光谱特性，以及美观因素，如点亮和不亮的外观。结果是具有成本效益的设计。

航空航天与国防

TracePro和OSLO是用于设计和分析航空航天和国防应用光学系统的强大工具。这两个程序被用于设计和分析许多值得注意的NASA光学系统。军事，航空和国土预防系统的设计人员依靠TracePro来提供准确，新的，全面的设计环境。

汽车

汽车设计师使用TracePro将LED，HID灯和白炽灯照明集成到汽车，卡车和商用车辆中。基于LED的前照灯现在用于许多车辆。必须分析这些高功率LED系统以验证性能。LED长期以来一直用于汽车环境照明。它们还使用导光管和光导照亮仪表板和仪表盘，它们采用柔和的曲线通过全内反射（TIR）来引导光。它与充当镜子的斜角结合在一起，使设计人员可以使用更少的LED。

展示设计

TracePro是显示器制造商用于显示器设计。现代显示器背光必须满足空间和角度均匀性，亮度和光谱特性个规范。通过可制造的，经济高效的设计快速实现这些标准，需要功能强大，易于使用且准确的软件。您可以放心，TracePro可以用更少的昂贵原型来准确预测成品的性能和美观性。

消费类电子产品

TracePro是一款功能强大的软件工具，用于对成像和非成像光学设备进行建模。通过从CAD程序导入或直接创建实体几何体来创建模型。源光线通过模型传播，每条光线的光通量部分分配用于吸收，镜面反射和透射，荧光和散射。

医学与生命科学

TracePro为生命科学和医疗设备设计人员提供了一个功能强大的完整仿真工具，非常适合他们的需求。TracePro通过跨学科（包括光学，机械，材料，化学和生物学）的交流来促进设计和开发过程。这对于必须向科学家和工程师传达系统级规范和设计元素的医疗仪器和设备设计人员来说非常重要。

杂散光

TracePro广泛用于杂散光分析和相关应用，由于其一般性，TracePro已被用于模拟在可见光和红外到毫米波长范围内工作的光学系统。直观的用户界面和精确的CAD文件导入减少了杂散光分析所需的设置时间。

太阳能

TracePro的太阳能仿真器和优化功能帮助制造商实现更高的吸收率和收集率。使用收集齐光学器件，纹理面板，新材料布局和金字塔结构优化您的设计以提高效率。优化设计将实现降低每瓦成本的目标。太阳模拟器是使用地理位置（维度，经度和海拔）的标准化定义来分析3D设计和模拟性能的工具。
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