用LightTools设计导光管课件

LightTools设计范例入门1、设计导光管2、广角手电筒3、背光源底板LightTools设计范例入门1、设计导光管11、导光管设计观察模型、改变视角、光线模拟1、导光管设计观察模型、改变视角、光线模拟2预览导光管（LightPipe）：把光线透射到需要照明的区域。掌握：

1.3D模型的掌握和观察角度。

2.使用扇型光线追踪并调节反光镜角度。

3.使用光源和接收器进行简单的蒙特卡罗模拟。

4.使用光学性质修改表面参数并进行照明模拟。预览导光管（LightPipe）：把光线透射到需要照明的区3打开模型运行LightTool.exe使用菜单命令：File－>Open打开文件：\Tutorial\TD_Lpipe_start.1.lts打开模型运行LightTool.exe4基础操作：

旋转、缩放、平移（不改变任何性质，坐标轴跟着变化。）选择：

整体或者某个表面；选中表面：被选颜色不同，出现标签，在系统导航窗口高亮显示；选择底面（背面）：被选表面颜色没有变化，必须Rotate。基础操作：5观察模式设置点击Y－Z命令，再点击Fit命令。选择命令把外观模式换为框架模式：View>RenderMode>Wireframe。观察模式设置点击Y－Z命令，再点击Fit命令6简单光线追踪LightTools的基本操作是光线追踪。

不同之处在于光线的数量、方向等。使用PointAndShoot进行光线追踪。分为面光线和栅格光线两类。简单光线追踪LightTools的基本操作是光线追踪。7添加光线点击位置(X=0,Y=0,Z=-0.5)。点击位置(0,1,1)和(0,-1,1)添加光线点击位置(X=0,Y=0,Z=-0.8修改结构选中任意一个表面。选择Trim命令。点击点（0，0，6.5），再点击右下角形成一条－34º的角。修改结构选中任意一个表面。9修改参数。修改参数。10高级模拟选择进行模拟的光线数目，以及是否即时显示。LightTools模型非常复杂，为了降低界面复杂程度，系统允许定义不同的层（Layer）在系统导航窗口中，右击任一对象，选择Properties（属性），在Display标签下选择。 高级模拟选择进行模拟的光线数目，以及是否即时显示。113D模型虽然不可见，但仍然对光线起作用。为了让光线对模型“视而不见”，可以在RayTrace标签下选择取消“RayTraceable”。3D模型虽然不可见，但仍然对光线起作用。为了让光线对模型“视12显示光源一、选择菜单栏命令：Edit->Preference;二、选择：ViewPreference->3D……；三、选择：Layer标签；四、选择Layer2为可视状态（Visible）；显示光源一、选择菜单栏命令：Edit->Preference13用LightTools设计导光管课件14光源设置光源类型：点光源、面光源、柱光源和射线数据光源（RayDataSource）；形状：点，球面，圆柱型，长方体，环形；定义光源所在位置一、自动定义：LightTools搜索创建的模型，找到光源所在的介质（空气、塑料、胶体……）。二、沉浸定义：直接定义光源所在的材质。LightTools无需搜索模型，提高运行速度；为了实现这一功能，必须先把光源“沉浸”在某种介质中。使用命令如图所示。或者确保光线和其他元素没有交集。三、半自动（默认模式）：使用几条光线（少于十条），把光线所在区域定义为共同光源区域，而自动定义模式则是对每一条光线的起点都进行定义。光源设置光源类型：点光源、面光源、柱光源和射线数据光源（Ra15接收器设置接收器作用：计量光线数量用于分析计算。一般是一个平面，附在某个模型的表面（远场接收器除外）。接收器一般把光线分配在网格结构中。这表示辐射精度（Radiometricaccuracy）和空间精确度（Spartialaccuracy）是互相矛盾的。本例接收器是附着在“空气透镜”上，即允许接收器附着在实体模型或者虚拟模型上。接收器设置接收器作用：计量光线数量用于分析计算。16MonteCarlo初步模拟Illumination>SetupSimulation（Done）MonteCarlo不使用单个点作为光源，也没有等角度分布的光线，方向完全随机；使用少量光线进行模拟Illumination>SimulationInfo，将光线数量设置为200，并将PreviewRay选中。选择StartSimulation（！）MonteCarlo初步模拟Illumination>17照度分析Illumination>IlluminanceDisplay>ScatterChart.ScatterChart：光线空间分布图表。（Chart中有多少条光线？）Chart的坐标：X轴和Y轴。使用命令，再点击Receiver，照度分析Illumination>Illuminance18MonteCarlo高度模拟把光线数目修改为10000条。取消PreviewRays选项（对话框去掉）。开始模拟（这个时候看不见线条）。观察ScatterChart。观察虚拟颜色光栅。Illumination>IlluminanceDisplay>RasterChartMonteCarlo高度模拟把光线数目修改为10000条。19光栅图谱RasterChart：表示了不同能量密度的空间分布区域。右边表示不同颜色所表示的能量密度。中间比较“热”，能量密度高。旁边温度“低”，能量密度低。光栅图谱RasterChart：表示了不同能量密度的空间分20进一步分析右击RasterChart。接收器被划分为9×15个格子。进一步分析右击RasterChart。21将X从9改为5，Y从15改为9。减少格子数目可以减少误差。将X从9改为5，Y从15改为9。22修改光学性质例：PaintinWhite旋转3D导光管模型，选中反射面；右击，选择光学性质（OpticalProperties）；如图选择后，重新模拟，观察Chart。结果：光线分布更加均匀。修改光学性质例：PaintinWhite23LightTools使用小结1一、LightTools使用3D模型模拟光学系统，包括各种透镜、反射镜等；二、LightTools进行光线模拟必须存在光源和接收器；三、由程序随机设立若干条光线，由几何光学定律计算每条光线的轨迹，并对进入接收面的光线进行统计计算。LightTools使用小结1一、LightTools使用324二、设计广角手电筒一、初步设计二、添加具体光源和接收器二、设计广角手电筒一、初步设计25一、广角手电筒广角手电筒发出的光线具有较强的会聚性。可以用一个点光源和一个抛物面反射镜构成。设计目标：手电筒在300mm处发出的光斑小于100mm。一、广角手电筒广角手电筒发出的光线具有较强的会聚性。可以用一26创建抛物面反射镜运行程序，新建3D模型，选择单窗口显示。使用面板添加。在第一个对话框中输入12，第二个对话框输入－1，第三个对话框输入60。创建抛物面反射镜运行程序，新建3D模型，选择单窗口显示。27反射镜模型反射镜模型28修改反射面选中反射面，进入“属性”面板；在树型框架中，选择“透镜前表面”（LensFrontSurface）。修改反射面选中反射面，进入“属性”面板；29修改背面修改后先点击Apply才能进行2的修改。修改背面修改后先点击Apply才能进行2的修改。30指向光线检查调节反光镜位置，使得右边存在约300mm的空间用于放置指向光线（PointAndShoot）；选择平行指向光线：1、点击位置Y＝0，Z＝200；指向光线检查调节反光镜位置，使得右边存在约300mm的空间用312、点击位置Y＝45，Z＝200；2、点击位置Y＝45，Z＝200；323、右击鼠标，选择Snap－>90degree；3、右击鼠标，选择Snap－>90degree；33光线会聚4、点击光线指向反射镜。光线会聚4、点击光线指向反射镜。34问题使用Grid平行光线如何让光线从同样的地方出发照射到反射镜后会聚？最后删除光线问题使用Grid平行光线如何让光线从同样的地方出发照射到反射35放置点光源使用工具面板放置点光源：1、选择上面的面板后用鼠标点击位置（0，0，0）；2、选择上面的面板后在命令行中输入：PTSourcexyz0，0，0点击显示输入命令并按空格键（或回车）放置点光源使用工具面板放置点光源：点击显示输入命令并按空格键36创建成功的光源创建成功的光源37创建虚拟平面虚拟平面边长150mm，距离光源300mm处，用于安放接收器。使用命令：在命令行输入xyz0,0,300以及空格。右击鼠标，选择Snap>Z-axis。点击左边距离起点约75mm处。该矢量是虚拟平面的方向，而大小是虚拟平面边长的一半。创建虚拟平面虚拟平面边长150mm，距离光源300mm处，用38设置平面通过属性对话框将虚拟平面的变成设置为150mm。把ClipRaystoBoundary选中。设置平面通过属性对话框将虚拟平面的变成设置为150mm。39安装接收器用鼠标右击虚拟平面，在弹出菜单选择“添加接收器”（AddReceiver）。放大观察，接收器用一个直角三角形表示。安装接收器用鼠标右击虚拟平面，在弹出菜单选择“添加接收器”（40表面接收器和远场接收器表面接收器：E；远场接收器：I表面接收器和远场接收器表面接收器：E；41初步模拟设置模拟选项（在导光管一节中未曾使用，而且设计窗口中至少存在一个光源和一个接收面时才能使用）：Illumination>SetupSimulation；设置光线数量为100：Illumination>SimulationInfo）并把预览选项选中（PreviewRays）。开始模拟初步模拟设置模拟选项（在导光管一节中未曾使用，而且设计窗口中42初步模拟效果初步模拟效果43正式模式把模拟光线数目改为10000，并取消预览光线选项。开始模拟观察分散模式表。正式模式把模拟光线数目改为10000，并取消预览光线选项。44数据分析在系统导航窗口中选择Receiver的Mesh，右击打开属性对话框。属性中，格子设置为17×17。误差估计为5％，总光通量为0.85流明。数据分析在系统导航窗口中选择Receiver的Mesh，右击45三维图表分析选中想要分析的接收器（两种方法）；菜单命令：Illumination>IlluminanceDisplay>LumViewer（注意：必须准确选中接收器才能执行该命令，不能只选中接收器所在的虚拟平面）旋转观察立体图表。三维图表分析选中想要分析的接收器（两种方法）；46立体图表操作一、按住鼠标右键，拖动鼠标旋转视图；二、鼠标双击不放，拖动鼠标观察坐标轴的移动；三、右击图表任何部分，观察属性对话框中的参数设置。立体图表操作一、按住鼠标右键，拖动鼠标旋转视图；47二、添加详细灯具模型删除理想点光源；从数据库中调用光源：File>RestoreLibrary在Tutorial文件夹中选择文件：KPR103.1.ent二、添加详细灯具模型删除理想点光源；48按照提示逐条输入以下参数：提示输入参数按照提示逐条输入以下参数：提示输入参数49输入参数设置提示Enterscalefactorforelement；输入“1”（1和空格键）。提示Indicateposition；输入“xyz0,0,0”（跟随空格）。提示：IndicateZaxisdirection输入参数设置提示Enterscalefactorfor50设置方向选择Z轴方向，右击鼠标，选择Snap>Z－Axis，点击光源右边任何一点（鼠标在右边上下移动时，屏幕上的光标却始终固定在Z轴上）；再次右击鼠标，选择Snap>90degrees。点击上方任意一点。出现灯具。鼠标位置设置方向选择Z轴方向，右击鼠标，选择Snap>Z－Axis，51修改底座使用布尔运算修改底座使之和灯具匹配。调整视角到Y－Z平面；使用面板命令点击面板后先不要点击位置，而是用鼠标右击任何位置，选择Snap>Z-axis并点击反射面的前表面。修改底座使用布尔运算修改底座使之和灯具匹配。52作圆柱体选择后点击，下一步选择半径。以灯具的半径为基准，选择半径略大于灯具（例如6）点击。再次右击鼠标选择Snap>Z-axis，再点击反射镜背面左边任何一点；画完后可以在属性对话框中再次修改具体参数如半径、长度等。作圆柱体选择后点击，下一步选择半径。以灯具的半径为基准，选择53布尔编辑在系统导航窗口中先选择反射镜，再选择圆柱体（注意顺序！）使用面板命令编辑：得到结果如图。布尔编辑在系统导航窗口中先选择反射镜，再选择圆柱体（注意顺序54增加小面反射器一、删除反射器；二、调用效用函数（Tools>UtilityLibrary）；三、选择几何学（Geometry）下的反射器（FacetedReflectors）；四、点击应用（或直接双击反射器）增加小面反射器一、删除反射器；55在新出现的对话框中，取消光源/接收器标签下所有的原有设置。在几何参数标签下，输入边缘半径为53，空洞半径5.6，角度为60度，Z值输入300，半长输入50。在新出现的对话框中，取消光源/接收器标签下所有的原有设置。56初步模拟用两百条光线进行初步模拟；用1万条（2万条）光线进行模拟（把光线预览（RayPreview）取消），并观察效果。初步模拟用两百条光线进行初步模拟；57三、创建手电筒身用布尔三维编辑和模型可以制作出手电筒筒身。选择圆柱体模型，并使用Snap命令，保证圆柱体边长平行于Z轴，起点在反射器左边30mm处附近（Z＝－30）。圆柱体半径设定为66mm。圆柱体长度约为64左右（Z＝34）。三、创建手电筒身用布尔三维编辑和模型可以制作出手电筒筒身。58制作消除的圆筒重复上述步骤，三个参数分别为Z＝－40，R＝62mm，Z＝＋40。使用布尔编辑把较大的圆筒消除。制作消除的圆筒重复上述步骤，三个参数分别为Z＝－40，R＝659制作电池过渡段制作圆锥型过渡部件，连接灯头和圆筒部分。再次准备画圆柱体，使用命令Snap>Object，可以将新画的圆柱体紧贴原来的圆柱体。新的圆柱体起点在Z＝－30，半径和长度都为66。制作电池过渡段制作圆锥型过渡部件，连接灯头和圆筒部分。60修改锥形段鼠标右击选择新建的圆柱体性质对话框，在圆柱体对象几何参数中将Taper参数改为0.5。将1改为0.5修改锥形段鼠标右击选择新建的圆柱体性质对话框，在圆柱体对象几61制作最后的筒身缩小视图（拉远视野）从刚才的锥型圆柱出发，新建一个直径33，长300的圆柱体，和圆锥紧密连接（Snap－Object）。制作最后的筒身缩小视图（拉远视野）62连接相关部分将观察模式转为透明模式；连续选中三个圆柱体（灯头、筒身、过渡段）。在系统导航窗口中检查确认选择正确。使用布尔编辑的组合命令。使用Move命令检查是否已经组合。连接相关部分将观察模式转为透明模式；63小结一、建立3D光学系统：

1.使用命令面板建立模型；2.使用布尔编辑命令修改；二、光源建立：

1.使用命令面板直接放置光源，然后在属性面板中修改性质参数；2.调用数据库函数；三、建立接收器：

1.在光学系统某个平面上直接放置；2.建立一个虚拟平面（建立一个使用空气为“材料”的平面）；3.建立一个远场接收器（距离在无穷远）；小结一、建立3D光学系统：64小结2四、光线模拟：

1.使用指向光线（PointandShoot）进行检查；2.启动模拟设置（SetUpSimulation），然后设置模拟所需的光线参数（SimulationInfor）；3.使用少量光线（100或200）进行蒙特卡罗模拟并直接观察光线效果；4.使用大量光线进行蒙特卡罗模拟，并在数据图表中观察模拟效果；五、根据观察结果修正参数，改善系统的光学性能。小结2四、光线模拟：65三、设计背光源添加光源模型修改特性区域参数接受分析数据三、设计背光源添加光源模型66什么是背光源？Brightness-enhancementfilm(BEF)LightsourceReflectorRectangularlightguide.Diffuser什么是背光源？Brightness-enhancement67目的面积：90×130mm（？×？inch）组成：荧光粉、反光镜、3D阵列功能：观看数码照片目的面积：90×130mm（？×？inch）68结果预览LampReflector3DPattern结果预览LampReflector3DPattern69创建步骤一、调用背光源函数；二、调节背光源模型参数；三、定义导光管的参数（尺寸、材质等）四、设置光源和接收器的参数；五、选择光线散射模式（3D图案）创建步骤一、调用背光源函数；70创建背光源一、调用函数：Tools>UtilityLibrary.二、设置参数创建背光源一、调用函数：Tools>UtilityLi711选择背光源2点击应用1选择背光源2点击应用72设置导光管参数选择LightGuide标签，输入如下参数：厚度：5mm（系统默认值）；宽度：90mm；长度：130mm；1、选择“导光管”标签2、输入“宽度”903、输入“长度”130设置导光管参数选择LightGuide标签，输入如下参数：173光源和接收器选择“光源和接收器”标签光源和接收器选择“光源和接收器”标签74定义散射图案一、选择“3D材质”标签；二、默认形状为球形：Sphere；三、默认特征为突起：Bump；四、小球半径（高度）设置为0.05mm；五、开始创建背光源（需要继续输入参数）；1选择3D材质2形状默认为球形4输入0.053默认为突起5开始创建背光源定义散射图案一、选择“3D材质”标签；1选择3D材质275完成创建六、需要插入CCFL模型时，在跳出的对话框中找到安装路径中的：\Utilities\Backlights，打开文件LampReflectorSystem.1.ent。七、等待几秒钟，直到背光源已被创建成功（左下角有信息提示ModelComplete），回到LightTools窗口观察生成的背光源。完成创建六、需要插入CCFL模型时，在跳出的对话框中找到安装76用LightTools设计导光管课件77说明：包含元件光源：CCFL（coldcathodefluorescent）和圆柱形反射器；光源亮度定义为26000cd/m2，光通量为68.4流明；光线分布为朗伯分布。反射膜：反射率为98％，反射光线为朗伯分布的薄膜。导光板：将从侧面射来的光线改为垂直向上。增亮片：增加光线透过率；虚拟表面：说明：包含元件光源：CCFL（coldcathodefl78确定底面突起参数选中参数:SystemNavigator－>LightGuide－>CubePrimitive_1－>BottomSurface－>Zones－>Texture打开属性窗口。确定底面突起参数选中参数:79选择Geometry（几何性质）标签。选择Placement（位置）的下拉菜单，选择Bezier（贝塞尔）选项。点击应用。1、选择Texture的属性窗口2、选择几何学参数3、选择贝塞尔选型4、点击应用选择Geometry（几何性质）标签。1、选择Texture80修改X、Y参数在属性窗口中，选择XPlacement并将突起总数（NumberofBumps）改为300，YPlacement标签作同样操作。点击应用，然后点击确定关闭属性窗口。计算一下点的密度。修改X、Y参数在属性窗口中，选择XPlacement并将突起81用LightTools设计导光管课件82检查表面性质选择导光板底面的突起性质：LightGuide->BottomSurface->Zones->Texture->SphericalElement.打开属性窗口。0.0500.050检查表面性质选择导光板底面的突起性质：LightGuide-83观察底部光源调节视角到显示如下画面：观察底部光源调节视角到显示如下画面：84观察画好的底部选择PreferenceNavigator中的模型，并打开属性窗口。选择可视度标签，选中显示参数选项。点击应用。等待。观察底部。观察画好的底部选择PreferenceNavigator中85用LightTools设计导光管课件86用LightTools设计导光管课件87安装亮度计选择表面接收器（在系统导览窗口中选择），并放大到合适大小。在命令面板中选择LumAngular命令。右击鼠标选择Snap－Object点击接收器，使得亮度计中心位置在接收器上。移动鼠标到合适位置，再次点击鼠标可以确定选择亮度计大小。安装亮度计选择表面接收器（在系统导览窗口中选择），并放大到合881放大接收器2选择光线类别3选择接收器类别4选择亮度计1放大接收器2选择光线类别3选择接收器类别4选择亮度895右击鼠标，在快捷菜单中选择SnapObject6点击接收器，确定亮度计的中心就在接收器上5右击鼠标，在快捷菜单中选择SnapObject6点击907拖动鼠标使得亮度计大小和虚拟平面宽度较为接近，点击鼠标确定大小。7拖动鼠标使得亮度计大小和虚拟平面宽度较为接近，91说明：亮度计大小只需和平面宽度近似即可，可以在属性窗口中调节大小。亮度计是正方形，不会覆盖整个接收面。说明：亮度计大小只需和平面宽度近似即可，可以在属性窗口中调节92设置亮度计属性一、打开亮度计（argularMeter）属性对话框；二、在控制（Control）标签下，将半尺寸（HalfSize）设置为45（或是90/2）；三、将X和Y的偏移值（Displacement）改为零。四、点击确定（OK）。设置亮度计属性一、打开亮度计（argularMeter）属性931打开亮度计对话框2选择控制标签3将数值改为90/25点击应用4确定X，Y偏移值为0。1打开亮度计对话框2选择控制标签3将数值改为90/2594用LightTools设计导光管课件95RayTraceabilityRayTraceability选项可以用来表示建立的模型是否会和发射的光线相互作用（反射、散射、折射等等）。如果关闭（Traceable选项被取消），则该模型仍然会存在3D窗口中，但不会对光线起任何作用（全透明）。如果打开Traceable，即使不可见模型也会对光线起作用（使用显示层命令不会改变Traceable性质）。RayTraceabilityRayTraceabili96关闭BEF一、在系统导航窗口中右击主BEF（PrimaryBEF），打开属性对话框。二、在追踪光线（RayTrace）标签下，取消主BEF追踪。三、同上操作，取消副BEF的追踪。关闭BEF一、在系统导航窗口中右击主BEF（Primary971选择标签2取消选项1选择标签2取消选项98进行简单光线模拟一、点击SetupSimulation，启动模拟参数设置（下方菜单变成可选状态）；二、使用SimulationInfor修改模拟参数；三、执行模拟。进行简单光线模拟一、点击SetupSimulation，启99执行大量光线模拟使用两万条光线进行模拟，接收器Bin为10×10。观察结果ScatterChart和RasterChart。执行大量光线模拟使用两万条光线进行模拟，接收器Bin为10×100用LightTools设计导光管课件101Bin的说明Mesh由若干个Bin组成，每一个Bin所接收到的光线数量表示这个Bin所占据的面积所接收到的光通量，所以单个Bin内的照度可以表示成这个Bin接收到的光线条数除以这个Bin的面积。单个Bin内照度是均匀的，相邻的Bin照度不同。Bin的分布表示了光通量的分布。Mesh总面积是一定的，所以Bin数目越多，单个Bin的面积就越小，数目越少，面积就越大。当Bin的数目很小时，每个Bin的面积很大，计算照度越准确。但Bin内所有光线都取所有光线平均值，对空间分布描述不准确；当Bin的数目很大时，每个Bin的面积很小，空间分布描述准确，但计算误差大。Bin的说明Mesh由若干个Bin组成，每一个Bin所接收到102例一一万条光线照射在接收器S上。情况一：接收器只有1×1个Bin。情况二：接收器有100×100个Bin。情况一说明：此时1个Bin内有一万条光线，平均照度计算为10000/S。但对于分布来说，S是完全平均的，分辩不出强弱。例一一万条光线照射在接收器S上。103用LightTools设计导光管课件104情况二说明：一万条光线分布在一万个Bin内，很可能存在某些Bin有两条甚至三条光线，而有的Bin内一条光线也没有。Bin的组合在平面上可以表示光线的强弱，但计算单个Bin时，则有的地方完全没有光线，有的地方照度比相邻区域高出两倍甚至三倍，但实际是不存在这样的地方，所以光强计算有误差。情况二说明：一万条光线分布在一万个Bin内，很可能存在某些B1051111111111111111111111111111111002301111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111106用LightTools设计导光管课件107检查亮度原理：读取亮度计数据操作：一、命令：Illumination>AngularLuminanceDisplay>LineChart,检查亮度原理：读取亮度计数据1080度经线0度经线109总测试一、打开BEF；二、把Receiver的自动Bin选项打开；三、使用5万条光学进行模拟；四、等待（五至十分钟）；五、观察结果。总测试一、打开BEF；110用LightTools设计导光管课件111选择材质导光板默认材质为BK7，要修改为acrylic；一、选择命令Edit>UserMaterials，在对话框中选择命令Import，在跳出的窗口中选择文件夹\LightTools5.1\Materials；二、在文件夹中打开文件：acrylic.1.mat（注意：只是把材料变为可以使用，还没有真正修改导光板材质）；选择材质导光板默认材质为BK7，要修改为acrylic；112用LightTools设计导光管课件113用LightTools设计导光管课件114改变材质三、打开导光板的属性窗口；四、选择材料标签，在目录（Catalog）下拉菜单中选择用户材料（UserMaterial）五、在材料下拉菜单中选择acrytlc材料；六、确定。改变材质三、打开导光板的属性窗口；115用LightTools设计导光管课件116完完117LightTools设计范例入门1、设计导光管2、广角手电筒3、背光源底板LightTools设计范例入门1、设计导光管1181、导光管设计观察模型、改变视角、光线模拟1、导光管设计观察模型、改变视角、光线模拟119预览导光管（LightPipe）：把光线透射到需要照明的区域。掌握：

1.3D模型的掌握和观察角度。

2.使用扇型光线追踪并调节反光镜角度。

3.使用光源和接收器进行简单的蒙特卡罗模拟。

4.使用光学性质修改表面参数并进行照明模拟。预览导光管（LightPipe）：把光线透射到需要照明的区120打开模型运行LightTool.exe使用菜单命令：File－>Open打开文件：\Tutorial\TD_Lpipe_start.1.lts打开模型运行LightTool.exe121基础操作：

旋转、缩放、平移（不改变任何性质，坐标轴跟着变化。）选择：

整体或者某个表面；选中表面：被选颜色不同，出现标签，在系统导航窗口高亮显示；选择底面（背面）：被选表面颜色没有变化，必须Rotate。基础操作：122观察模式设置点击Y－Z命令，再点击Fit命令。选择命令把外观模式换为框架模式：View>RenderMode>Wireframe。观察模式设置点击Y－Z命令，再点击Fit命令123简单光线追踪LightTools的基本操作是光线追踪。

不同之处在于光线的数量、方向等。使用PointAndShoot进行光线追踪。分为面光线和栅格光线两类。简单光线追踪LightTools的基本操作是光线追踪。124添加光线点击位置(X=0,Y=0,Z=-0.5)。点击位置(0,1,1)和(0,-1,1)添加光线点击位置(X=0,Y=0,Z=-0.125修改结构选中任意一个表面。选择Trim命令。点击点（0，0，6.5），再点击右下角形成一条－34º的角。修改结构选中任意一个表面。126修改参数。修改参数。127高级模拟选择进行模拟的光线数目，以及是否即时显示。LightTools模型非常复杂，为了降低界面复杂程度，系统允许定义不同的层（Layer）在系统导航窗口中，右击任一对象，选择Properties（属性），在Display标签下选择。 高级模拟选择进行模拟的光线数目，以及是否即时显示。1283D模型虽然不可见，但仍然对光线起作用。为了让光线对模型“视而不见”，可以在RayTrace标签下选择取消“RayTraceable”。3D模型虽然不可见，但仍然对光线起作用。为了让光线对模型“视129显示光源一、选择菜单栏命令：Edit->Preference;二、选择：ViewPreference->3D……；三、选择：Layer标签；四、选择Layer2为可视状态（Visible）；显示光源一、选择菜单栏命令：Edit->Preference130用LightTools设计导光管课件131光源设置光源类型：点光源、面光源、柱光源和射线数据光源（RayDataSource）；形状：点，球面，圆柱型，长方体，环形；定义光源所在位置一、自动定义：LightTools搜索创建的模型，找到光源所在的介质（空气、塑料、胶体……）。二、沉浸定义：直接定义光源所在的材质。LightTools无需搜索模型，提高运行速度；为了实现这一功能，必须先把光源“沉浸”在某种介质中。使用命令如图所示。或者确保光线和其他元素没有交集。三、半自动（默认模式）：使用几条光线（少于十条），把光线所在区域定义为共同光源区域，而自动定义模式则是对每一条光线的起点都进行定义。光源设置光源类型：点光源、面光源、柱光源和射线数据光源（Ra132接收器设置接收器作用：计量光线数量用于分析计算。一般是一个平面，附在某个模型的表面（远场接收器除外）。接收器一般把光线分配在网格结构中。这表示辐射精度（Radiometricaccuracy）和空间精确度（Spartialaccuracy）是互相矛盾的。本例接收器是附着在“空气透镜”上，即允许接收器附着在实体模型或者虚拟模型上。接收器设置接收器作用：计量光线数量用于分析计算。133MonteCarlo初步模拟Illumination>SetupSimulation（Done）MonteCarlo不使用单个点作为光源，也没有等角度分布的光线，方向完全随机；使用少量光线进行模拟Illumination>SimulationInfo，将光线数量设置为200，并将PreviewRay选中。选择StartSimulation（！）MonteCarlo初步模拟Illumination>134照度分析Illumination>IlluminanceDisplay>ScatterChart.ScatterChart：光线空间分布图表。（Chart中有多少条光线？）Chart的坐标：X轴和Y轴。使用命令，再点击Receiver，照度分析Illumination>Illuminance135MonteCarlo高度模拟把光线数目修改为10000条。取消PreviewRays选项（对话框去掉）。开始模拟（这个时候看不见线条）。观察ScatterChart。观察虚拟颜色光栅。Illumination>IlluminanceDisplay>RasterChartMonteCarlo高度模拟把光线数目修改为10000条。136光栅图谱RasterChart：表示了不同能量密度的空间分布区域。右边表示不同颜色所表示的能量密度。中间比较“热”，能量密度高。旁边温度“低”，能量密度低。光栅图谱RasterChart：表示了不同能量密度的空间分137进一步分析右击RasterChart。接收器被划分为9×15个格子。进一步分析右击RasterChart。138将X从9改为5，Y从15改为9。减少格子数目可以减少误差。将X从9改为5，Y从15改为9。139修改光学性质例：PaintinWhite旋转3D导光管模型，选中反射面；右击，选择光学性质（OpticalProperties）；如图选择后，重新模拟，观察Chart。结果：光线分布更加均匀。修改光学性质例：PaintinWhite140LightTools使用小结1一、LightTools使用3D模型模拟光学系统，包括各种透镜、反射镜等；二、LightTools进行光线模拟必须存在光源和接收器；三、由程序随机设立若干条光线，由几何光学定律计算每条光线的轨迹，并对进入接收面的光线进行统计计算。LightTools使用小结1一、LightTools使用3141二、设计广角手电筒一、初步设计二、添加具体光源和接收器二、设计广角手电筒一、初步设计142一、广角手电筒广角手电筒发出的光线具有较强的会聚性。可以用一个点光源和一个抛物面反射镜构成。设计目标：手电筒在300mm处发出的光斑小于100mm。一、广角手电筒广角手电筒发出的光线具有较强的会聚性。可以用一143创建抛物面反射镜运行程序，新建3D模型，选择单窗口显示。使用面板添加。在第一个对话框中输入12，第二个对话框输入－1，第三个对话框输入60。创建抛物面反射镜运行程序，新建3D模型，选择单窗口显示。144反射镜模型反射镜模型145修改反射面选中反射面，进入“属性”面板；在树型框架中，选择“透镜前表面”（LensFrontSurface）。修改反射面选中反射面，进入“属性”面板；146修改背面修改后先点击Apply才能进行2的修改。修改背面修改后先点击Apply才能进行2的修改。147指向光线检查调节反光镜位置，使得右边存在约300mm的空间用于放置指向光线（PointAndShoot）；选择平行指向光线：1、点击位置Y＝0，Z＝200；指向光线检查调节反光镜位置，使得右边存在约300mm的空间用1482、点击位置Y＝45，Z＝200；2、点击位置Y＝45，Z＝200；1493、右击鼠标，选择Snap－>90degree；3、右击鼠标，选择Snap－>90degree；150光线会聚4、点击光线指向反射镜。光线会聚4、点击光线指向反射镜。151问题使用Grid平行光线如何让光线从同样的地方出发照射到反射镜后会聚？最后删除光线问题使用Grid平行光线如何让光线从同样的地方出发照射到反射152放置点光源使用工具面板放置点光源：1、选择上面的面板后用鼠标点击位置（0，0，0）；2、选择上面的面板后在命令行中输入：PTSourcexyz0，0，0点击显示输入命令并按空格键（或回车）放置点光源使用工具面板放置点光源：点击显示输入命令并按空格键153创建成功的光源创建成功的光源154创建虚拟平面虚拟平面边长150mm，距离光源300mm处，用于安放接收器。使用命令：在命令行输入xyz0,0,300以及空格。右击鼠标，选择Snap>Z-axis。点击左边距离起点约75mm处。该矢量是虚拟平面的方向，而大小是虚拟平面边长的一半。创建虚拟平面虚拟平面边长150mm，距离光源300mm处，用155设置平面通过属性对话框将虚拟平面的变成设置为150mm。把ClipRaystoBoundary选中。设置平面通过属性对话框将虚拟平面的变成设置为150mm。156安装接收器用鼠标右击虚拟平面，在弹出菜单选择“添加接收器”（AddReceiver）。放大观察，接收器用一个直角三角形表示。安装接收器用鼠标右击虚拟平面，在弹出菜单选择“添加接收器”（157表面接收器和远场接收器表面接收器：E；远场接收器：I表面接收器和远场接收器表面接收器：E；158初步模拟设置模拟选项（在导光管一节中未曾使用，而且设计窗口中至少存在一个光源和一个接收面时才能使用）：Illumination>SetupSimulation；设置光线数量为100：Illumination>SimulationInfo）并把预览选项选中（PreviewRays）。开始模拟初步模拟设置模拟选项（在导光管一节中未曾使用，而且设计窗口中159初步模拟效果初步模拟效果160正式模式把模拟光线数目改为10000，并取消预览光线选项。开始模拟观察分散模式表。正式模式把模拟光线数目改为10000，并取消预览光线选项。161数据分析在系统导航窗口中选择Receiver的Mesh，右击打开属性对话框。属性中，格子设置为17×17。误差估计为5％，总光通量为0.85流明。数据分析在系统导航窗口中选择Receiver的Mesh，右击162三维图表分析选中想要分析的接收器（两种方法）；菜单命令：Illumination>IlluminanceDisplay>LumViewer（注意：必须准确选中接收器才能执行该命令，不能只选中接收器所在的虚拟平面）旋转观察立体图表。三维图表分析选中想要分析的接收器（两种方法）；163立体图表操作一、按住鼠标右键，拖动鼠标旋转视图；二、鼠标双击不放，拖动鼠标观察坐标轴的移动；三、右击图表任何部分，观察属性对话框中的参数设置。立体图表操作一、按住鼠标右键，拖动鼠标旋转视图；164二、添加详细灯具模型删除理想点光源；从数据库中调用光源：File>RestoreLibrary在Tutorial文件夹中选择文件：KPR103.1.ent二、添加详细灯具模型删除理想点光源；165按照提示逐条输入以下参数：提示输入参数按照提示逐条输入以下参数：提示输入参数166输入参数设置提示Enterscalefactorforelement；输入“1”（1和空格键）。提示Indicateposition；输入“xyz0,0,0”（跟随空格）。提示：IndicateZaxisdirection输入参数设置提示Enterscalefactorfor167设置方向选择Z轴方向，右击鼠标，选择Snap>Z－Axis，点击光源右边任何一点（鼠标在右边上下移动时，屏幕上的光标却始终固定在Z轴上）；再次右击鼠标，选择Snap>90degrees。点击上方任意一点。出现灯具。鼠标位置设置方向选择Z轴方向，右击鼠标，选择Snap>Z－Axis，168修改底座使用布尔运算修改底座使之和灯具匹配。调整视角到Y－Z平面；使用面板命令点击面板后先不要点击位置，而是用鼠标右击任何位置，选择Snap>Z-axis并点击反射面的前表面。修改底座使用布尔运算修改底座使之和灯具匹配。169作圆柱体选择后点击，下一步选择半径。以灯具的半径为基准，选择半径略大于灯具（例如6）点击。再次右击鼠标选择Snap>Z-axis，再点击反射镜背面左边任何一点；画完后可以在属性对话框中再次修改具体参数如半径、长度等。作圆柱体选择后点击，下一步选择半径。以灯具的半径为基准，选择170布尔编辑在系统导航窗口中先选择反射镜，再选择圆柱体（注意顺序！）使用面板命令编辑：得到结果如图。布尔编辑在系统导航窗口中先选择反射镜，再选择圆柱体（注意顺序171增加小面反射器一、删除反射器；二、调用效用函数（Tools>UtilityLibrary）；三、选择几何学（Geometry）下的反射器（FacetedReflectors）；四、点击应用（或直接双击反射器）增加小面反射器一、删除反射器；172在新出现的对话框中，取消光源/接收器标签下所有的原有设置。在几何参数标签下，输入边缘半径为53，空洞半径5.6，角度为60度，Z值输入300，半长输入50。在新出现的对话框中，取消光源/接收器标签下所有的原有设置。173初步模拟用两百条光线进行初步模拟；用1万条（2万条）光线进行模拟（把光线预览（RayPreview）取消），并观察效果。初步模拟用两百条光线进行初步模拟；174三、创建手电筒身用布尔三维编辑和模型可以制作出手电筒筒身。选择圆柱体模型，并使用Snap命令，保证圆柱体边长平行于Z轴，起点在反射器左边30mm处附近（Z＝－30）。圆柱体半径设定为66mm。圆柱体长度约为64左右（Z＝34）。三、创建手电筒身用布尔三维编辑和模型可以制作出手电筒筒身。175制作消除的圆筒重复上述步骤，三个参数分别为Z＝－40，R＝62mm，Z＝＋40。使用布尔编辑把较大的圆筒消除。制作消除的圆筒重复上述步骤，三个参数分别为Z＝－40，R＝6176制作电池过渡段制作圆锥型过渡部件，连接灯头和圆筒部分。再次准备画圆柱体，使用命令Snap>Object，可以将新画的圆柱体紧贴原来的圆柱体。新的圆柱体起点在Z＝－30，半径和长度都为66。制作电池过渡段制作圆锥型过渡部件，连接灯头和圆筒部分。177修改锥形段鼠标右击选择新建的圆柱体性质对话框，在圆柱体对象几何参数中将Taper参数改为0.5。将1改为0.5修改锥形段鼠标右击选择新建的圆柱体性质对话框，在圆柱体对象几178制作最后的筒身缩小视图（拉远视野）从刚才的锥型圆柱出发，新建一个直径33，长300的圆柱体，和圆锥紧密连接（Snap－Object）。制作最后的筒身缩小视图（拉远视野）179连接相关部分将观察模式转为透明模式；连续选中三个圆柱体（灯头、筒身、过渡段）。在系统导航窗口中检查确认选择正确。使用布尔编辑的组合命令。使用Move命令检查是否已经组合。连接相关部分将观察模式转为透明模式；180小结一、建立3D光学系统：

1.使用命令面板建立模型；2.使用布尔编辑命令修改；二、光源建立：

1.使用命令面板直接放置光源，然后在属性面板中修改性质参数；2.调用数据库函数；三、建立接收器：

1.在光学系统某个平面上直接放置；2.建立一个虚拟平面（建立一个使用空气为“材料”的平面）；3.建立一个远场接收器（距离在无穷远）；小结一、建立3D光学系统：181小结2四、光线模拟：

1.使用指向光线（PointandShoot）进行检查；2.启动模拟设置（SetUpSimulation），然后设置模拟所需的光线参数（SimulationInfor）；3.使用少量光线（100或200）进行蒙特卡罗模拟并直接观察光线效果；4.使用大量光线进行蒙特卡罗模拟，并在数据图表中观察模拟效果；五、根据观察结果修正参数，改善系统的光学性能。小结2四、光线模拟：182三、设计背光源添加光源模型修改特性区域参数接受分析数据三、设计背光源添加光源模型183什么是背光源？Brightness-enhancementfilm(BEF)LightsourceReflectorRectangularlightguide.Diffuser什么是背光源？Brightness-enhancement184目的面积：90×130mm（？×？inch）组成：荧光粉、反光镜、3D阵列功能：观看数码照片目的面积：90×130mm（？×？inch）185结果预览LampReflector3DPattern结果预览LampReflector3DPattern186创建步骤一、调用背光源函数；二、调节背光源模型参数；三、定义导光管的参数（尺寸、材质等）四、设置光源和接收器的参数；五、选择光线散射模式（3D图案）创建步骤一、调用背光源函数；187创建背光源一、调用函数：Tools>UtilityLibrary.二、设置参数创建背光源一、调用函数：Tools>UtilityLi1881选择背光源2点击应用1选择背光源2点击应用189设置导光管参数选择LightGuide标签，输入如下参数：厚度：5mm（系统默认值）；宽度：90mm；长度：130mm；1、选择“导光管”标签2、输入“宽度”903、输入“长度”130设置导光管参数选择LightGuide标签，输入如下参数：1190光源和接收器选择“光源和接收器”标签光源和接收器选择“光源和接收器”标签191定义散射图案一、选择“3D材质”标签；二、默认形状为球形：Sphere；三、默认特征为突起：Bump；四、小球半径（高度）设置为0.05mm；五、开始创建背光源（需要继续输入参数）；1选择3D材质2形状默认为球形4输入0.053默认为突起5开始创建背光源定义散射图案一、选择“3D材质”标签；1选择3D材质2192完成创建六、需要插入CCFL模型时，在跳出的对话框中找到安装路径中的：\Utilities\Backlights，打开文件LampReflectorSystem.1.ent。七、等待几秒钟，直到背光源已被创建成功（左下角有信息提示ModelComplete），回到LightTools窗口观察生成的背光源。完成创建六、需要插入CCFL模型时，在跳出的对话框中找到安装193用LightTools设计导光管课件194说明：包含元件光源：CCFL（coldcathodefluorescent）和圆柱形反射器；光源亮度定义为26000cd/m2，光通量为68.4流明；光线分布为朗伯分布。反射膜：反射率为98％，反射光线为朗伯分布的薄膜。导光板：将从侧面射来的光线改为垂直向上。增亮片：增加光线透过率；虚拟表面：说明：包含元件光源：CCFL（coldcathodefl195确定底面突起参数选中参数:SystemNavigator－>LightGuide－>CubePrimitive_1－>BottomSurface－>Zones－>Texture打开属性窗口。确定底面突起参数选中参数:196选择Geometry（几何性质）标签。选择Placement（位置）的下拉菜单，选择Bezier（贝塞尔）选项。点击应用。1、选择Texture的属性窗口2、选择几何学参数3、选择贝塞尔选型4、点击应用选择Geometry（几何性质）标签。1、选择Texture197修改X、Y参数在属性窗口中，选择XPlacement并将突起总数（NumberofBumps）改为300，YPlacement标签作同样操作。点击应用，然后点击确定关闭属性窗口。计算一下点的密度。修改X、Y参数在属性窗口中，选择XPlacement并将突起198用LightTools设计导光管课件199检查表面性质选择导光板底面的突起性质：LightGuide->BottomSurface->Zones->Texture->SphericalElement.打开属性窗口。0.0500.050检查表面性质选择导光板底面的突起性质：LightGuide-200观察底部光源调节视角到显示如下画面：观察底部光源调节视角到显示如下画面：201观察画好的底部选择PreferenceNavigator中的模型，并打开属性窗口。选择可视度标签，选中显示参数选项。点击应用。等待。观察底部。观察画好的底部选择PreferenceNavigator中202用LightTools设计导光管课件203用LightTools设计导光管课件204安装亮度计选择表面接收器（在系统导览窗口中选择），并放大到合适大小。在命令面板中选择LumAngular命令。右击鼠标选择Snap－Object点击接收器，使得亮度计中心位置在接收器上。移动鼠标到合适位置，再次点击鼠标可以确定选择亮度计大小。安装亮度计选择表面接收器（在系统导览窗口中选择），并放大到合2051放大接收器2选择光线类别3选择接收器类别4选择亮度计1放大接收器2选择光线类别3选择接收器类别4选择亮度2065右击鼠标，在快捷菜单中选择SnapObject6点击接收器，确定亮度计的中心就在接收器上5右击鼠标，在快捷菜单中选择SnapObject6点击2077拖动鼠标使得亮度计大小和虚拟平面宽度较为接近，点击鼠标确定大小。7拖动鼠标使得亮度计大小和虚拟平面宽度较为接近，208说明：亮度计大小只需和平面宽度近似即可，可以在属性窗口中调节大小。亮度计是正方形，不会覆盖整