非序列模式操作数(NSC Operands)
非序列模式用户界面下光源和探测器的优化
优化照明系统或包含非序列模式光源和探测器的其它光学系统常使用的操作数：NSDC、NSDD、NSDE、NSDP和NSTR。
一个典型的评价函数由三组操作数组成：
首先，NSDD操作数将用于清除当前探测器中的数据。使用NSDD将探测器目标值设置为零，以清除所有探测器数据。一般需要在评价函数的开始使用NSDD操作数。NSDD返回一个零值，当用于清除探测器数据时，这对评价函数值没有影响。
其次，NSTR操作数是用来追迹从非序列模式光源发出的光线。NSTR i追迹从光源i发出的分析光线；NSTR 0追迹来自所有光源的所有分析光线。注意，非序列模式元件编辑器中的分析光线条数决定了有多少光线会被追迹以及决定NSTR操作数的计算时间。NSTR操作数一般会返回一个零值，这对评价函数值没有影响。NSTR操作数支持光线分裂、散射和使用偏振等选项。
最后，使用NSDC、NSDD、NSDE或者NSDP操作数读取探测器上数据。 NSDD有四个参数：表面、探测器、像素和数据。表面是非序列模式组的表面编号（如果当前程序模式是非序列模式，则使用1）。探测器是探测器所处的物体编号。探测器物体和面元探测器都可以用作探测器。如果像素是大于0的整数，则返回该像素的光通量、光通量/面积、光通量/立体角。最终返回值具体是上述三个数据中的哪个由第四个参数"数据"决定，数据一栏可以输入0、1或2，分别对应光通量、辐照度或者强度。如果像素为0，则返回探测器上光通量的和或者总光通量/面积。返回的数据单位由系统单元决定，请参见"分析单位(Analysis Units)"。 如果要使用NSDD计算其它数据，请参见下表中NSDD操作数的Pix#和Data#值。
| Pix# | Data# | 输出 |
| N | 0 | 像素N上的光通量 |
| N | 1 | 像素N上的光通量/面积（辐照度） |
| N | 2 | 像素N上的光通量/立体角（强度） |
| N | 3 | 归一化光通量 |
| 0 | 0 | 所有像素的总光通量（位置空间） |
| 0 | 1 | 平均光通量/面积（位置空间） |
| 0 | 2 | 所有像素的总光通量（角空间） |
| -1 | 0 | 最大光通量 |
| -1 | 1 | 最大光通量/面积 |
| -1 | 2 | 最大光通量/立体角 |
| -2 | 0 | 最小光通量 |
| -2 | 1 | 最小光通量/面积 |
| -2 | 2 | 最小光通量/立体角 |
| -3 | 未使用 | 到达探测器所有像素的光线总数 |
| -4 | 0 | 所有非零像素光通量数据的标准差 (均值的RMS） |
| -4 | 1 | 所有非零像素光通量/面积数据的标准差 (均值的RMS） |
| -4 | 2 | 所有非零像素光通量/立体角数据的标准差 (均值的RMS) |
| -5 | 0 | 所有非零像素光通量数据的均值 |
| -5 | 1 | 所有非零像素光通量/面积数据的均值 |
| -5 | 2 | 所有非零像素光通量/立体角数据的均值 |
| -6 | 0 | 光通量数据质心的x坐标 |
| -7 | 0 | 光通量数据质心的y坐标 |
| -8 | 0 | 光通量数据质心的z坐标 |
| -6 | 1 | 光通量/面积（辐照度）数据质心的x坐标 |
| -7 | 1 | 光通量/面积（辐照度）数据质心的y坐标 |
| -8 | 1 | 光通量/面积（辐照度）数据质心的z坐标 |
| -6 | 2 | 光通量/立体角（强度）数据质心的x坐标 |
| -7 | 2 | 光通量/立体角（强度）数据质心的y坐标 |
| -8 | 2 | 光通量/立体角（强度）数据质心的z坐标 |
| -9 | 0 | 相当于所有像素相对于质心的加权RMS径向距离。加权基于光通量数据。基于所有像素光通量数据的方差的平方或r^2的二阶矩。 |
| -10 | 0 | 相当于所有像素相对于质心的加权RMS x距离。加权基于光通量数据。基于所有像素光通量数据的方差的平方或x^2的二阶矩。 |
| -11 | 0 | 相当于所有像素相对于质心的加权RMS y距离。加权基于光通量数据。基于所有像素光通量数据的方差的平方或y^2的二阶矩。 |
| -12 | 0 | 相当于所有像素相对于质心的加权RMS z距离。加权基于光通量数据。基于所有像素光通量数据的方差的平方或z^2的二阶矩。 |
| -13 | 0 | 相当于所有像素相对于质心的加权RMS xy距离。加权基于光通量数据。基于所有像素光通量数据的方差的平方或xy的二阶矩。 |
| -9 | 1 | 相当于所有像素相对于质心的加权RMS径向距离。加权基于光通量/面积数据。基于所有像素光通量/面积数据的方差的平方或r^2的二阶矩。 |
| -10 | 1 | 相当于所有像素相对于质心的加权RMS x距离。加权基于光通量/面积数据。基于所有像素光通量/面积数据的方差的平方或x^2的二阶矩。 |
| -11 | 1 | 相当于所有像素相对于质心的加权RMS y距离。加权基于光通量/面积数据。基于所有像素光通量/面积数据的方差的平方或y^2的二阶矩。 |
| -12 | 1 | 相当于所有像素相对于质心的加权RMS z距离。加权基于光通量/面积数据。基于所有像素光通量/面积数据的方差的平方或z^2的二阶矩。 |
| -13 | 1 | 相当于所有像素相对于质心的加权RMS xy距离。加权基于光通量/面积数据。基于所有像素光通量/面积数据的方差的平方或xy的二阶矩。 |
| -9 | 2 | 相当于所有像素相对于质心的加权RMS径向距离。加权基于光通量/立体角数据。基于所有像素光通量/立体角数据的方差的平方或r^2的二阶矩。 |
| -10 | 2 | 相当于所有像素相对于质心的加权RMS x距离。加权基于光通量/立体角数据。基于所有像素光通量/立体角数据的方差的平方或x^2的二阶矩。 |
| -11 | 2 | 相当于所有像素相对于质心的加权RMS y距离。加权基于光通量/立体角数据。基于所有像素光通量/立体角数据的方差的平方或y^2的二阶矩。 |
| -12 | 2 | 相当于所有像素相对于质心的加权RMS z距离。加权基于光通量/立体角数据。基于所有像素光通量/立体角数据的方差的平方或z^2的二阶矩。 |
| -13 | 2 | 相当于所有像素相对于质心的加权RMS xy距离。加权基于光通量/立体角数据。基于所有像素光通量/立体角数据的方差的平方或xy的二阶矩。 |
| -14 | 0.1 | 指定空间频率下X方向的几何MTF |
| -15 | 0.1 | 指定空间频率下Y方向的几何MTF |
N是正整数。
Data# = 2仅可用于矩形探测器，矩形探测器记录角空间数据。
对于Pix# = 0和Pix# =-6到-13，Data# = 0和1的值会是相同的，因为所有像素大小相同。
对于面元探测器，Data#只能为0或1。
如果物体是面元探测器，或者Pix#是-1或0，则只支持Data 0和1。对于NSDD的这些功能的描述同样适用于类似的相干数据NSDC，对于颜色探测器数据则是NSDE，对于极坐标探测器数据使用NSDP。
实际优化这些系统的难点是相对于变量参数的探测能量导数的计算，因为在计算探测能量时存在相对较大的不确定性。必须追迹大量光线来决定照明的大致图形。
加权RMS距离的公式为：
所有像素相对于质心的加权RMS x距离为方差x^2的平方根。它等于：
其中
- wi为权重，等于基于Data的像素值
- xi为像素的x坐标
- x*为加权平均值。
所有像素相对于质心的加权RMS径向距离等于：
请注意，对于矩形探测器，Data = 0和1的值将相同，因为所有像素都具有相同的大小。
关于随机数字和NSTR的注解
注意，当使用NSTR操作数发出光线时，OpticStudio使用相同的生成随机数来计算评价函数。这意味着在每次计算评价函数时，都使用相同随机数的一组光线进行计算。如果不改变光学系统，那么评价函数总是得到一致的值，这是优化评价函数一个非常理想的功能。然而，如果对系统进行了改动，光线可能改变路径并对不同的路径使用相同的随机数组光线；例如，在计算散射路径时就是如此。
探测器像素编号
关于各种类型探测器像素编号的详细讨论，请参见非序列模式探测器(Non-sequential Detectors)。
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