TracePro中文使用手册(上)

TracePro 表面光源生成器的使用实例1-获取LED光谱数据

TracePro 表面光源生成器的使用实例1-获取LED光谱数据TracePro 的光源形式有三种：网格光源、表面光源和文件光源。

TracePro的表面光源中有一个光源特性类别，其中涵盖了常用的CREE OSRMA Philips等常见的LED光源库。

表面光源特性生成器简介这个数据库及其使用方式为我们带来了很大的方便。

但是在实际工作中总是会遇到特殊的光源数据。

此时我们就要用到TracePro 的表面光源生成器插件来手动生成光源特性数据。

这个插件就是Surface Source Property Generator，下面是详细的使用教程。

此例中我们使用CREE Xlamp XP-G LED为例。

下载XP-G LED的光源规格书首先，下载XP-G LED的光源规格书。

我们从规格书中获取LED光谱和光强配光曲线。

文件下载链接：/modules/wfdownloads/singlefile.php?cid=5&lid=17目前在TracePro的光源特性数据中是没有XP-G光源数据的，如下图所示：因此需要借助表面光源生成插件来将XP-G的光源数据加入到TracePro的光源特性文件中。

打开Surface Source Property Generator插件打开Surface Source Property Generator插件。

插件整体界面。

首先，我们需要获取LED的光谱特性数据。

针对XP-G型号的光源，我们以5000K~8300K 为例。

光谱曲线导入方法从规格书中获取蓝色曲线为其光谱图。

将此图片复制并粘贴到插件的波长编辑器中。

点击波长编辑器右下角的helper按钮展开光谱图形识别窗口。

光谱曲线定位开始进行光谱数据识别前，需要定义两个坐标点，即矩形窗口的左下角及右上角所代表的数据点。

点击Set Ref 1，然后点击矩形窗口左下角即可看到一个蓝色的圈，此点代表波长为400nm 相对强度为0。

将第二坐标修改为对应0.75 和1。

Tracepro入门与进阶1

第一章TracePro3.24軟體介紹與安裝--------------------------------------------------11.1 TracePro軟體介紹-------------- --------------------------------------------------51.2 TracePro3.24 軟體安裝--------------------------------------------------7第二章基本功能介紹---------------------------------------------------------------------152.1 用戶界面介紹---------------------------------------------------------------------152.2 系統設置------------------------------------------------------------------------232.3 建立模型途徑---------------------------------------------------------------------242.4 建立模型--------------------------------------------------242.4.1 Lens Element建立--------------------------------------------------252.4.2 菲涅爾透鏡的建立-----------------------------------------------------262.4.3 反射鏡的建立-------------------------------------------------------------272.4.4 基本形狀建立-------------------------------------------------------------282.4.5 其它模型------------------------------------------------------------------292.5 定義光學特性--------------------------------------------------------------------292.5.1 運用屬性-------------------------------------------------------------------292.5.2 編輯屬性數據- -------------------------------------------------------------302.6 分析功能-----------------------------------------------------------------------------312.6.1 照度、輝度分析-- ---------------------------------------------------------322.6.2 光強度分析----------------------------------------------------------------33第三章入門設計實例--- ----------------------------------------------------------------343.1 球形反光碗設計--------------------------------------------------------------------353.2 光源的建立-------------------------------------------------------------------------393.3 聚光鏡的建立----------------------------------------------------------------------403.4 菲涅爾透鏡的建立-----------------------------------------------------------------423.4.1焦距為120mm的菲涅爾透鏡的建立-----------------------------------433.4.2焦距為185mm的菲涅爾透鏡的建立-------------------------------------463.5 液晶屏的建立-----------------------------------------------------------------------483.6 投影鏡頭的建立--------------------------------------------------------------------503.7 LCD投影機光學系統的建立---------------------------------------------------56第四章進階設計實例----------------------------------------------------------------------624.1 導光管設計-------------------------------------------------------------------------624.2 背光源設計-------------------------------------------------------------------------794.2.1背光源技術介紹--------------------------------------------------------------794.2.2設計背光源--------------------------------------------------------------------90第一章︰TracePro軟體介紹與安裝1.1 TracePro軟體介紹TracePro 是一套能進行常規光學分析、設計照明系統、分析輻射度和亮度的軟體。

Tracepro学习教程1 55页

Tracepro建模
Tracepro自建模
Tracepro软件本身提供了一个强大的模型库，使用者可以根据自己的需要选择不同的模块来建立模型。其路径就是 :Insert>
Tracepro建模
Insert> Lens Element
要点： A.透镜的材料 B.透镜的参数 C.透镜的位置
Tracepro可以同时开启多个档案来完成编辑。
Tracepro的操作界面介绍
工作菜单
导航区
工作区
实体模型
消息区
Tracepro的操作界面介绍
Tracepro的操作设置
View>Preference
此处可以设置Tracepro操作界面中显示方面的参数，如界面的显示单位，缩放时的倍率，显示光线的颜色，方式等等。
光源总光通量22000lm 配光截光角不应小于27度
半光强角不小于6度照度中心光强大于2000000cd
有中心光强非常高，所以，反光杯一定要聚
Tracepro设计实例
导入光源打开已经建好的光源文件
Tracepro设计实例
建立模型 Insert>Reflectior
Front depth 代表灯具到口径的距离 Back depth 代表灯具到底部的距离 Focal len 代表两个面的不同曲率
Tracepro设计实例
查看模拟结果直角坐标配光曲线
从模拟的结果中可以得出，半光强角为6度。
Tracepro设计实例
查看模拟结果光斑照度
从模拟的结果中可以得出，1米处光斑的直径略大于1米，中心的最大照度为1076lx，平均照度16.2lx。

TracePro 7.0用户手册_BSDF译文

ABg BSDF 模型
在 Tracepro 中的 BSDF 函数模型是一种叫做 ABg 的逆幂律模型，之所以被叫做 ABg 模型是因为在它的表达式中 A,B,g 有三个参数，
BSDHale Waihona Puke A B - 0g
(7.25)
在式中，A,B,g 参数可以由测量的数据去拟合公式得到。
下图为一个典型的 ABg 模型的 BSDF 函数图，分布在 log-log：
2 / 2
TS
BSDF ( , , , ) cos sin (d )d
i i s s 0 0
（7.28）
在式 7.28 中，θ和φ是在球极坐标即 Z 轴为平面法向下的定义，当入射光照到表面上，θi 和φi 为 0，θs= θ,φs=φ,此时 TS 为：
2 / 2
Harvey-Shack BSDF（哈维 BSDF 模型）
Harvey 在其论文（J.E. Harvey, “Light-Scattering Properties of Optical Surfaces, Ph.D Dissertation, U. Arizona, 1976” J.E. Harvey, 光学表面的光反射特性，博士论文，亚利桑那大学）中论述，对于大多光学表面，如果表示为余弦项而非角度项，则 BSDF 与入射光方向无关。类比线性系统理论，Harvey 称此特性为“平移不变性”。在图 7.4 中，β0 是单位矢量 r0 在镜面方向上的投影，β 是单位矢量 r 在散射方向上的投影，两者之差的模，|β-β0|是 BSDF 的 argument（是 BSDF 所要讨论的）。注意，β 和 β0 不是单位矢量！他们是单位矢量的投影，所以他们的长度小于等于 1. Harvey-Shack 方法给出了一个适用于多数光学表面的模型，即适用于：散射主要由表面粗糙导致散射（以及表面粗糙度）是各向同性的表面粗糙度相对于光波长较小

Tracepro学习教程课件

2021/6/2
Tracepro设计实例
分析设计要求
光源总光通量110lm 半光强角度110度配光截光角不应小于27度
半光强角不小于6度照度中心光强为4000cd
通过分析，可以得出：设计需要一个聚光的反光杯，且反光杯的口径与深度的比值接近于1.
2021/6/2
Tracepro设计实例
如图：自定义一个反射系数为 0.7的反射面。光线打在此面上后，将有70%的光线被反射。
2021/6/2
Tracepro设计实例
反光杯建好后，材料属性也定义完毕，需要根据要求在反光杯的前方添加3mm的钢化玻璃。
2021/6/2
Tracepro设计实例
模型添加完毕后，最后需要添加一个接受平面。接受平面可以根据实际需要定义它的大小，位置。模拟完毕后，我们可以从接受平面上得到有效光效，光斑效果等模拟结果。
2021/6/2
Tracepro的系统设置
View>Customize
此处可以设置Tracepro操作界面中运行方面的参数，如导航区的位置，模型的显示方式，模型的颜色，背景的颜色等等。
2021/6/2
Tracepro模拟步骤
建立模型光学特性光源设定分析功能
2021/6/2
2021/6/2
Tracepro设计实例
模型添加完毕后，最后需要添加一个接受平面。接受平面可以根据实际需要定义它的大小，位置。模拟完毕后，我们可以从接受平面上得到有效光效，光斑效果等模拟结果。
2021/6/2
Tracepro分析功能
照度分析参数设置
如图：照度分析的参数设置表。 Smooting 选定将光斑的显示更加平滑 Map Count 是照度计算点的数目，当计算点的数目增大到一定程度时，照度值也不再变化，此时得到合适的模拟值

TracePro 4.16中文版

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CGTECH产品：
Atd Edit v1.1.34 1Cit v1.1.33 1CD（cnc数控工具机编程软件）
Cam Analyzer v3.2.B.011 1CD（凸轮分析软件）
CIMCO.DNCMax.v4.40.09 1CD(是实现DNC传输网络化、程序管理系统化的软件)
CIMCO Edit v5.11.02 Multilanguage 1CD(中文版，数控程序的编辑与仿真功能,该部分主要实现数控程序的编辑、仿真、文件比较、刀位轨迹模拟等)
CIMCO Software Suite v5.50.37 Multilanguage 1CD(用于存储和检索NC程序、NC程序优化、后处理、以及快速NC程序仿真)
TracePro v4.16光学机构仿真软件
(最新中、英文版;光学机构仿真软件,普遍用于照明系统、光学分析、辐射分析及光度分析的光线仿真)
TracePro 4.16光学仿真软件，是目前市场占有率最高的仿真软件，因为它以ACIS的固体模型为核心，所以使用者在设计分析模型时，可以非常直观的了解其模型。而在赋予其对象材质时，不需特殊的使用技巧，即可完成所有的设定，内建丰富的材料库、表面特性、光源资料库，更是令人惊喜。其功能强大且完整的分析图形及表格，足以应对──车灯相关(HID、LED、Fluorescent、Incandescent……等的灯源)、太空相关(杂散光、鬼影、热效应对影像的影响……等)、显示相关、照明相关、生医相关、雷射组件、消费性电子产品、……等，多产业的应用，是使用者不可或缺的好帮手。
NovaFlow & Solid v2.92r10 for WinXP 1CD

TracePro 中文教程

1. THE PROBLEM
Analysis of optical systems by Monte Carlo ray tracing, once an unusual technique, is now commonplace. Ray tracing can be used to simulate reflection, transmission, scattering, and absorption of light. For many optical systems, the effects of diffraction by edges are also important. This is especially true when stray light must be calculated, and the ratio of the wavelength to aperture size is relatively large. It is desirable, then, to simulate the effects of diffraction by edges within the framework of a Monte Carlo ray-tracing program. The opto-mechanical system to be analyzed may be complex, and the distributions of light illuminating edges may not be known. Traditional methods involving the solution of integrals, often by Fourier transform, are not suitable because of their strict sampling requirements. Furthermore, it is often desired to get a partial solution to edge diffraction by tracing a few rays, and have this solution be representative of the full solution. This is analogous to a measurement of an irradiance distribution in which only a few photons are measured. We know from experiment and from the quantum theory of electrodynamics that such a measurement, while noisy, is a predictor of the irradiance resulting from a more complete measurement. We present a method for predicting diffraction by edges that, while not new, is not well known. We also provide some new insight into the relationship of this method to other methods, and explain why we have chosen to use it in a production Monte Carlo ray-tracing program.