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[交流] 成像光学优化程序开发

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  • TA的每日心情
    慵懒
    2023-9-6 20:59
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    [LV.2]偶尔看看I

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    小白

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    发表于 2022-4-9 12:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
    Hello:
             想自己制作一个成像光学的优化程序,立个贴,偶尔更新一下开发进度,想法之类的。就当开发记录了,虽然可能到最后也做不好,但是还是尝试一下吧。
                                                                                                                                                                                               2022/4/9

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  • TA的每日心情
    慵懒
    2023-9-6 20:59
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    [LV.2]偶尔看看I

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    小白

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     楼主| 发表于 2023-9-6 20:50 | 显示全部楼层
    一、成像光学优化程序:球面光线追迹


    要想做自己的光学优化程序,第一步当然是解决光线追迹的问题,我并不打算采用链接其他软件的方式来获取光线追迹功能,这和咸鱼有什么区别?,当然是做自己的追迹模块了,那么我们先从简单的球面追迹开始。


    先说一下思路,然后把推导过程贴图在下面,太多了,我电脑懒得打。

    1.        将光线在空间中以参数方程的形式写出来。包含起点坐标以及方向向量
    2.        将球面表达式写出来,包含球心,半径,当然了,我们先不考虑偏心的情况,那么球心坐标一般就是(0,0,z0),还是比较简单的
    3.        联立方程然后求解,一步步推导后会发现就是一个一元二次方程,用求根公式即可
    4.        注意在有解的情况下,一般都有两个解,就是光线到底打到了球面的左边还是右边,这个时候根据你表面曲率的正负来判断到底是哪个解。
    5.        求出交点,然后就有了这个交点处的表面法向量,根据入射向量和法向量求出射光线向量,这一步用向量形式的折射定律解决。






    根据以上推导过程就可以写程序了,matlab对数学编程比较友好,可以先实现一下。这里给出我写的matlab函数,值得注意的是,这个函数里用的求交点的方法和我推导的不太一样,是《光学设计(徐金镛,孙培家)》一书中的方法,偏向于向量计算,但是计算复杂度应该是差不多的。

    写的很乱,嘿嘿

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  • TA的每日心情
    擦汗
    2024-7-8 21:25
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    [LV.9]以坛为家II

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    发表于 2023-9-6 22:00 | 显示全部楼层
    兄弟你是刚找到账号吗
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2023-9-6 20:59
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    [LV.2]偶尔看看I

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     楼主| 发表于 2023-9-6 22:14 | 显示全部楼层
    3万岁 发表于 2023-9-6 22:00
    兄弟你是刚找到账号吗

    忙的呀,还有就是太懒啦
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