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Tracepro

TracePro这款世界知名照明灯具设计仿真软件来自美国LAMBDA RESEARCH CORPORATION.是一套功能强大、准确可靠、界面友善、易学易用的光机设计仿真软件,专门作为照明设计或是光学机构设计之用。TracePro可以进行光学成像分析、辐照度分析及人眼视觉成像分析等,几乎涵盖所有光线追迹上的问题。
Tracepro
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  一、软件介绍

  TracePro这款世界知名照明灯具设计仿真软件来自美国LAMBDA RESEARCH CORPORATION.是一套功能强大、准确可靠、界面友善、易学易用的光机设计仿真软件,专门作为照明设计或是光学机构设计之用。TracePro可以进行光学成像分析、辐照度分析及人眼视觉成像分析等,几乎涵盖所有光线追迹上的问题。

  TracePro拥有完整成熟的操作界面,其直觉友善的设计架构,可以非常快速地让使用者熟悉软件的操作环境。TracePro使用ASIC实体绘图引擎作为其CAD的运算核心,能轻易地新建或汇入光学模拟所需的固体模型。目前主流的CAD软件均有支持ACIS规格(SAT格式),故其几何转档上的兼容性极高。TracePro亦可支持IGES、STEP的几何文件格式,亦可汇入镜头设计文件(如OSLO、CodeV、ZEMAX、ACCOSV及Sigma)做后续光线追迹之用。

  TracePro独家研发的RepTile功能,可方便地建构重复性的光学零件,特别像是LCD的背光模块导光板上的网点结构设计,可以大幅降低建模时间,加速产品的研发、生产时程。

  TracePro的光线追迹的运算核心属于非序列性描光,除了可以自建光源与几何物体的材料属性外,亦可使用内建的光源及材料数据库来执行光学材料的设定。

  二、TracePro应用范畴:

  TracePro可以同时或个别考虑反射、折射、吸收、双向散射(BSDF)、体散射(bulk scatter)、渐变折射(gradient index)、光学薄膜(thin film stack)、荧光粉(Fluorescence)及偏振膜(polarization)等光学材料行为。搭配Monte Carlo的统计采样计算方法,其光线追迹的结果十分可靠,能够准确地预测光学行为。

  在分析结果后处理的部分,TracePro 提供Irradiance/Illuminance Map、Candela Plot、Polarization Map与Incident RayTables等方式可以进行后处理的可视化输出,并可以汇出该结果作为储存或数据交换之用,有助于企业累积其产品知识。

  TracePro是一套与工业设计软件可以快速而轻易接轨的光学分析软件,能显著提升企业对产品研发创新的能力;而其准确可靠的分析能力,使其在全球与台湾的市场占有率都非常的杰出,并被各项产业广泛地使用,其实际相关的应用范畴包括:

  (1)显示器产业:

  1、可进行背光模块内网点设计与排布,并结合优化模块对网点分布进行优化。

  2、可仿真背光模块内偏振光的行为,可考虑膜层的入射角、波长与温度等。

  3、可进行增透膜的光场分析。

  4、可同时分析不同光波长的环境,得到 CIE/色彩结果。

  5、可分析双折射效应,包括分光到一般向量或特定向量。


  (2)LED光源照明产业:

  1、可进行二次光学的设计验证与分析模拟。

  2、可进行荧光粉激光效应的模拟。

  3、可模拟 LED 多重光源的混光结果。

  4、可仿真 LED 的照明系统。


  (3)传统光源照明产业:

  1、超过 200 个以上的工业标准灯泡库、包含 Philips 与 Osram 等品牌。

  2、可将实验测量的光源,定义为档案光源,或由 Radiant imaging 灯泡库内输入。

  3、可分析传统照明的场角分布或辐照度分布。

  (4)汽车产业:

  1、可执行多重反射面分析,可用于车灯反射罩的设计。

  2、具有庞大的光源库与灯泡库,包含 HID、LED、荧光灯与白炽灯等可供使用,也可自行定义光源。

  3、车内抬头显示器( HUDs )的分析应用,如模拟鬼影和炫光。

  (5)成像系统:

  1、使用非序列性描光方式精确计算透镜系统的杂散光行为,并可仿真对象表面的入射、吸收与能量损失。

  2、可仿真多层镀膜的光学性质。

  3、可汇入主流光学透镜分析软件(如 OSLO、Code V ) 的透镜设计文件。

  4、使用重点取样或自动重点取样功能来过滤散射传播路径,来增加天文望远镜或导弹系统中光线到达感光器的样本数。

  (6)生物医学产业:

  1、可定义相位函数,仿真光线在人体组织中的影响。

  2、可使用人体组织数据库,可方便地建立人体组织之模型。

  3、可分析体散射效应,并可使用体通量观测器来监看能量于组织内的传递过程。

  (7)航空国防产业:

  1、可监看分析中每一条光线的传播路径,及光学表面上的偏振状态、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参数,例如入射方向、散射方向、波长及温度等参数。

  3、可模拟黑体或灰体的辐射光源。

  (8)消费性电子产业:

  1、TracePro接受SAT、STEP 与IGES几何文件格式,可由主流 CAD 软件汇入设计模型。

  2、设计初期便可藉由TracePro精确评估光学效果,避免或减少制作产品原型的成本支出。

  3、完整的光频分析功能,并可以用人眼主观感受的方式描绘出光学分析结果。

  4、完整的光源定义方式,包含格点光源、表面光源、黑体辐射及档案光源。

  三、TracePro版本介紹

  (1)LC版本:

  1、可用于基础照明与导光的分析。

  2、无优化功能及macro等功能。

  (2)Standard版本:

  1、可自由定义模型对象与光源对象的外型,

  2、可以考虑反射 、透射、渐变折射、双向散射、体散射、 光学薄膜及偏振材料等光学特性。

  3、可完整定义光源特性 ,包含格点光源、表面光源、 黑体辐射及档案光源。

  4、可使用重点采样(importance sampling)技术对随机光线标定出有效的光线。

  5、使用Irradiance/Illuminance Map、Candela Plot、Polarization Map、Incident Ray Tables方式进行后续处理的可视化输出。

  6、具有客制化能力,可利用scheme或VB语言来执行宏指令(Macro)。

  (3)Expert版本:

  1、拥有所有 Standard 的功能。

  2、RepTile与texture Optimize 功能,应用于具有庞大数量的重复性微结构建模,非常适合应用于 LCD 背光板的模拟分析。

  3、可求算荧光粉的激发模拟

  4、可考虑双折射参数与非对称的散射材料参数。

  四、TracePro Bridge for SolidWorks:

  将TracePro嵌入SolidWorks的使用环境,建模及光学材质的操作与定义全在SolidWorks中完成。可更有效率的执行光学—机构设计流程。

  通过软件设计和仿真功能,可以:

  (1)得到灯具的出光角度:

  只需有灯具的 3D模块便可通过软件仿真功能预判灯具出光角度,以此判断灯具是否达到设计目标。

  (2)得到灯具出光光斑图和照度图:

  可以模拟灯具打在不同距离得到的光斑、照度图分布情况,以此判断灯具出光性能。

  (3)灯具修改建议功能:

  如果通过软件判断初步设计灯具性能不符合要求TracePro 光线可视图可以看到形成配光图每段曲线是由罩那段曲线形成,以提供修改建议。

  (4)准配光图和 IES 文件:

  可导出标准配光图和IES 文件,用于照明工程设计。



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