一、軟件介紹

  TracePro這照明燈具設(shè)計(jì)仿真軟件來(lái)自美國(guó)LAMBDA RESEARCH CORPORATION.是一套功能強(qiáng)大、準(zhǔn)確可靠、界面友善、易學(xué)易用的光機(jī)設(shè)計(jì)仿真軟件,專(zhuān)門(mén)作為照明設(shè)計(jì)或是光學(xué)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)之用。TracePro可以進(jìn)行光學(xué)成像分析、輻照度分析及人眼視覺(jué)成像分析等，幾乎涵蓋所有光線追跡上的問(wèn)題。

  TracePro擁有完整成熟的操作界面，其直覺(jué)友善的設(shè)計(jì)架構(gòu)，可以非?？焖俚刈屖褂谜呤煜ぼ浖牟僮鳝h(huán)境。TracePro使用ASIC實(shí)體繪圖引擎作為其CAD的運(yùn)算核心，能輕易地新建或匯入光學(xué)模擬所需的固體模型。目前主流的CAD軟件均有支持ACIS規(guī)格(SAT格式)，故其幾何轉(zhuǎn)檔上的兼容性*。TracePro亦可支持IGES、STEP的幾何文件格式，亦可匯入鏡頭設(shè)計(jì)文件(如OSLO、CodeV、ZEMAX、ACCOSV及Sigma)做后續(xù)光線追跡之用。

  TracePro研發(fā)的RepTile功能，可方便地建構(gòu)重復(fù)性的光學(xué)零件，特別像是LCD的背光模塊導(dǎo)光板上的網(wǎng)點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以大幅降低建模時(shí)間，加速產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)時(shí)程。

  TracePro的光線追跡的運(yùn)算核心屬于非序列性描光，除了可以自建光源與幾何物體的材料屬性外，亦可使用內(nèi)建的光源及材料數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)執(zhí)行光學(xué)材料的設(shè)定。

  二、TracePro應(yīng)用范疇：

  TracePro可以同時(shí)或個(gè)別考慮反射、折射、吸收、雙向散射(BSDF)、體散射(bulk scatter)、漸變折射(gradient index)、光學(xué)薄膜(thin film stack)、熒光粉(Fluorescence)及偏振膜(polarization)等光學(xué)材料行為。搭配Monte Carlo的統(tǒng)計(jì)采樣計(jì)算方法，其光線追跡的結(jié)果十分可靠，能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)光學(xué)行為。

  在分析結(jié)果后處理的部分，TracePro 提供Irradiance/Illuminance Map、Candela Plot、Polarization Map與Incident RayTables等方式可以進(jìn)行后處理的可視化輸出，并可以匯出該結(jié)果作為儲(chǔ)存或數(shù)據(jù)交換之用，有助于企業(yè)累積其產(chǎn)品知識(shí)。

  TracePro是一套與工業(yè)設(shè)計(jì)軟件可以快速而輕易接軌的光學(xué)分析軟件，能顯著提升企業(yè)對(duì)產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新的能力;而其準(zhǔn)確可靠的分析能力，使其在與中國(guó)臺(tái)灣的*都非常的杰出，并被各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)廣泛地使用，其實(shí)際相關(guān)的應(yīng)用范疇包括:

  (1)顯示器產(chǎn)業(yè):

  1、可進(jìn)行背光模塊內(nèi)網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)與排布，并結(jié)合優(yōu)化模塊對(duì)網(wǎng)點(diǎn)分布進(jìn)行優(yōu)化。

  2、可仿真背光模塊內(nèi)偏振光的行為，可考慮膜層的入射角、波長(zhǎng)與溫度等。

  3、可進(jìn)行增透膜的光場(chǎng)分析。

  4、可同時(shí)分析不同光波長(zhǎng)的環(huán)境，得到 CIE/色彩結(jié)果。

  5、可分析雙折射效應(yīng)，包括分光到一般向量或特定向量。

  (2)LED光源照明產(chǎn)業(yè):

  1、可進(jìn)行二次光學(xué)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證與分析模擬。

  2、可進(jìn)行熒光粉激光效應(yīng)的模擬。

  3、可模擬 LED 多重光源的混光結(jié)果。

  4、可仿真 LED 的照明系統(tǒng)。

  (3)傳統(tǒng)光源照明產(chǎn)業(yè):

  1、超過(guò) 200 個(gè)以上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)燈泡庫(kù)、包含 Philips 與 Osram 等品牌。

  2、可將實(shí)驗(yàn)測(cè)量的光源，定義為檔案光源，或由 Radiant imaging 燈泡庫(kù)內(nèi)輸入。

  3、可分析傳統(tǒng)照明的場(chǎng)角分布或輻照度分布。

  (4)汽車(chē)產(chǎn)業(yè):

  1、可執(zhí)行多重反射面分析，可用于車(chē)燈反射罩的設(shè)計(jì)。

  2、具有龐大的光源庫(kù)與燈泡庫(kù)，包含 HID、LED、熒光燈與白熾燈等可供使用，也可自行定義光源。

  3、車(chē)內(nèi)抬頭顯示器( HUDs )的分析應(yīng)用，如模擬鬼影和炫光。

  (5)成像系統(tǒng):

  1、使用非序列性描光方式精確計(jì)算透鏡系統(tǒng)的雜散光行為，并可仿真對(duì)象表面的入射、吸收與能量損失。

  2、可仿真多層鍍膜的光學(xué)性質(zhì)。

  3、可匯入主流光學(xué)透鏡分析軟件(如 OSLO、Code V ) 的透鏡設(shè)計(jì)文件。

  4、使用重點(diǎn)取樣或自動(dòng)重點(diǎn)取樣功能來(lái)過(guò)濾散射傳播路徑，來(lái)增加天文望遠(yuǎn)鏡或系統(tǒng)中光線到達(dá)感光器的樣本數(shù)。

  (6)生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè):

  1、可定義相位函數(shù)，仿真光線在人體組織中的影響。

  2、可使用人體組織數(shù)據(jù)庫(kù)，可方便地建立人體組織之模型。

  3、可分析體散射效應(yīng)，并可使用體通量觀測(cè)器來(lái)監(jiān)看能量于組織內(nèi)的傳遞過(guò)程。

  (7)航空國(guó)防產(chǎn)業(yè):

  1、可監(jiān)看分析中每一條光線的傳播路徑，及光學(xué)表面上的偏振狀態(tài)、光通量、入射位置、分量及光路。

  2、可建立非等向性的表面材料參數(shù)，例如入射方向、散射方向、波長(zhǎng)及溫度等參數(shù)。

  3、可模擬黑體或灰體的輻射光源。

  (8)消費(fèi)性電子產(chǎn)業(yè):

  1、TracePro接受SAT、STEP 與IGES幾何文件格式，可由主流 CAD 軟件匯入設(shè)計(jì)模型。

  2、設(shè)計(jì)初期便可藉由TracePro精確評(píng)估光學(xué)效果，避免或減少制作產(chǎn)品原型的成本支出。

  3、完整的光頻分析功能，并可以用人眼主觀感受的方式描繪出光學(xué)分析結(jié)果。

  4、完整的光源定義方式，包含格點(diǎn)光源、表面光源、黑體輻射及檔案光源。

  三、TracePro版本介紹

  (1)LC版本:

  1、可用于基礎(chǔ)照明與導(dǎo)光的分析。

  2、無(wú)優(yōu)化功能及macro等功能。

  (2)Standard版本:

  1、可自由定義模型對(duì)象與光源對(duì)象的外型，

  2、可以考慮反射 、透射、漸變折射、雙向散射、體散射、 光學(xué)薄膜及偏振材料等光學(xué)特性。

  3、可完整定義光源特性 ，包含格點(diǎn)光源、表面光源、 黑體輻射及檔案光源。

  4、可使用重點(diǎn)采樣(importance sampling)技術(shù)對(duì)隨機(jī)光線標(biāo)定出有效的光線。

  5、使用Irradiance/Illuminance Map、Candela Plot、Polarization Map、Incident Ray Tables方式進(jìn)行后續(xù)處理的可視化輸出。

  6、具有客制化能力，可利用scheme或VB語(yǔ)言來(lái)執(zhí)行宏指令(Macro)。

  (3)Expert版本:

  1、擁有所有 Standard 的功能。

  2、RepTile與texture Optimize 功能，應(yīng)用于具有龐大數(shù)量的重復(fù)性微結(jié)構(gòu)建模，非常適合應(yīng)用于 LCD 背光板的模擬分析。

  3、可求算熒光粉的激發(fā)模擬

  4、可考慮雙折射參數(shù)與非對(duì)稱(chēng)的散射材料參數(shù)。

  四、TracePro Bridge for SolidWorks:

  將TracePro嵌入SolidWorks的使用環(huán)境，建模及光學(xué)材質(zhì)的操作與定義全在SolidWorks中完成?？筛行实膱?zhí)行光學(xué)—機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)流程。

  通過(guò)軟件設(shè)計(jì)和仿真功能，可以:

  (1)得到燈具的出光角度：

  只需有燈具的 3D模塊便可通過(guò)軟件仿真功能預(yù)判燈具出光角度，以此判斷燈具是否達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。

  (2)得到燈具出光光斑圖和照度圖：

  可以模擬燈具打在不同距離得到的光斑、照度圖分布情況,以此判斷燈具出光性能。

  (3)燈具修改建議功能：

  如果通過(guò)軟件判斷初步設(shè)計(jì)燈具性能不符合要求，TracePro 光線可視圖可以看到形成配光圖每段曲線是由罩那段曲線形成，以提供修改建議。

  (4)準(zhǔn)配光圖和 IES 文件：

  可導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)配光圖和IES 文件，用于照明工程設(shè)計(jì)。