成像光学优化程序开发

zhang_liang

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

zhang_liang

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

3万岁

兄弟你是刚找到账号吗

zhang_liang

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