光线追迹(Lightning Trace)
仅Ansys Zemax OpticStudio的旗舰版和企业版提供该功能。
LightningTrace控件用于启动和追迹来自离散网格的特定光线组，以使用定义的光源、物体和探测器进行分析。对话框中的各控件定义如下所述。
光线采样(Ray Sampling) 用于定义光线发射的初始网格的采样。
边缘采样(Edge Sampling) 用于定义网格解析物体边缘的精度的采样。
追迹(Trace) 开始追迹来自所有定义的光源的网格光线。在开始光线追迹之前，所有探测器将自动清空（即所有探测器上的全部像素的能量值重置为零）。
详述
此功能使用一种高级光线插值算法（正在申请专利），可在无需追迹数百万条光线的情况下，迅速估算出照度分布。这一功能的目标是快速地近似分析出光线分布，相比使用传统的光线追迹（请参阅"光线追迹控件(The Ray Trace Control)"），LightningTrace可以大幅提高照明系统建立初始结构及优化设计的速度。
使用LightningTrace时，每个定义的光源都会发射并追迹特定的光线组。发射光线的方向沿着光源定义的网格方向。网格的分辨率由光线采样输入定义，其分辨率介于"低（1倍）"到"1024倍"之间（请注意，网格尺寸翻倍时，网格光线的数量会是之前的四倍）。从每个网格发射的所有光线都会从对应光源的中心位置发射。因此，LightningTrace忽略了每个光源的大小和空间分布，并描述光源的远场分布情况。
当光线追迹通过系统，OpticStudio会自动更新网格光线，以确保在有足够数量的光线从光源发出，通过每个物体并最终射到任意探测器上。用户可以通过边缘采样输入来控制光线射到物体边缘时网格的细化精度。该输入同样介于"低（1倍）"和"1024倍"之间。
离开网格的光线将按照通常的方式进行追迹。然而网格光线只会沿反射光线的路径前进，不支持光线的分裂和散射效应。在追迹网格光线时，也不会考虑偏振效应。最后，每个光源的总体颜色（例如三刺激值）在光线追迹过程中会被保留，远场发散角根据颜色的不同而产生的变化也将会被保留，但光源的光谱分布会被忽略，网格光线的追迹将使用光源的平均波长。
LightningTrace分析使用的初始网格光线（在OpticStudio做任何自动细化前就生成的网格）可以在非序列模式3D视图和非序列模式实体模型中查看（请参阅"非序列模式3D视图(NSC 3D Layout)"和"非序列模式实体模型(NSC Shaded Model)"）。需要注意的是，网格发射出的每条光线的强度并不是不变的；光线在任意角方向上的强度由光源在对应区域的远场强度确定。
LightningTrace的分析结果可以在矩形探测器、颜色探测器和极坐标探测器物体上进行观察（请参阅"非序列模式探测器(NSC Detectors)"一章）。若要在以上任何探测器中观察分析结果，则探测器必须是系统中的终端探测器（即光线在照射到探测器之后，不再与任何其它物体作用），或者探测器的材料必须设置为"吸收(ABSORB)"。此外，在查看矩形探测器或颜色探测器物体上的结果时，只有空间数据是可用的。角度数据可以使用极坐标探测器物体获得。观察结果可以根据通常的方式在探测器查看器（请参阅"探测器查看器(The Detector Viewer)"）中查看。
LightningTrace支持几乎所有光源。但是，LightningTrace不支持通过光源DLL、导入光源和光源物体定义的光源。这是因为这些光源的尺寸和空间分布对系统设计很重要。因此LightningTrace不适合模拟包含这类光源的系统。如果系统包含LightningTrace不支持的任何光源类型，则不能使用LightningTrace分析该系统。
使用建议
LightningTrace的主要优势是速度快。由于只追迹网格分布的光线，追迹通过系统的光线数量通常远小于常规光线追迹时使用的光线数量。对于网格间隙的区域，系统使用一种先进的光线插值算法来计算网格光线在该区域的结果。因此，LightningTrace只能近似描述系统性能，在某些案例中，LightningTrace的追迹结果可能会产生伪像（例如许多噪点）。产生噪点的常见例子是在对称的光学系统（例如轴上）中使用LightningTrace，探测器结果显示多个像素存在异常。然而对于大多数照明系统而言，使用LightningTrace的近似结果是有效的。在这些系统中，使用LightningTrace进行光线追迹和优化（可通过操作数NSLT实现，请参阅"优化操作数(Optimization Operands)"）的速度要比常规光线追迹快一个数量级以上。
当所有光源的尺寸和空间分布对于系统设计不重要时，LightningTrace在这类系统中表现出色，在这类系统中，一般光源本身的空间尺寸足够小或者光源距离接下来的光学元件足够远。例如，LightningTrace非常适合模拟包含尺寸非常小且远场分布较为复杂的LED光源的系统。因此，LightningTrace对于设计LED照明系统来说是非常理想的工具，例如建筑照明或街道/道路照明系统（有关设计道路照明系统辅助工具的详细信息，请参阅"道路照明(Roadway Lighting)"）。
LightningTrace不适合用于特定照明系统（在这些系统中，光源会成像到探测器上），或者其光源尺寸和空间分布非常重要的系统（例如LED准直器或光束扩束器）。此外，对于包含匀光器（或其它散射元件）的系统，或含有显著色散（例如衍射光栅产生的色散）的系统，LightningTrace得到的结果并不准确。最后，LightningTrace不能模拟光学系统中完美的平行光束。以上所述系统在设计中都应使用常规光线追迹。
对于适合使用LightningTrace的系统（例如LED照明系统）而言，LightningTrace为用户提供了一个快速直观的工具，可以方便地查看设计结果。对于这些系统，LightningTrace能够有效地与可视化优化器（参阅"可视化优化(Visual Optimization)"）一起使用，以便在设计时实时观察不同输入引起的系统性能的变化。当设计接近目标后，应使用更为可靠的常规光线追迹分析，以验证LightningTrace的分析结果。
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