散射模型(Scattering Models)

依据概率分布函数定义散射模型。当OpticStudio散射一条光线时,将会选定一个新的传播方向。该方向通过使用概率函数以及一个或多个随机数来确定。所产生的效果是:当有大量光线追迹时,所产生的散射光线分布将接近于概率分布函数。有七个散射模型可供使用:无、朗伯、高斯、ABg、ABg文件、BSDF和用户自定义。下面总结了每个可用的散射模型,但是有关详细的技术说明,请参阅散射(Scattering)

无散射(No Scattering) 默认散射模型为"无散射",这意味着不会发生散射。得到的光线为非散射或"镜面反射"光线(即使表面实际并非反射性)。双向散射分布函数(BSDF)(即单位入射辐照度的散射辐照度)为零。

朗伯(Lambertian) 在朗伯散射模型中,散射的光线投影矢量在单位圆的任何地方具有相同概率,而BSDF刚好为1/π。散射强度与法向矢量和散射的光线角度之间角度的余弦成比例。请注意,朗伯散射与光线入射角无关。大多数漫反射表面都近似朗伯模型。尽管在序列模式表面对话框中,朗伯也是可选的有效选项,但序列模式中使用该模型散射的光线只能沿前方任意方向传播,这导致光线以足够大的角度散射,从而不能正确地通过其余光学系统去传播。

高斯(Gaussian) 在高斯散射模型中,散射分布在方向余弦空间中旋转对称,无论镜面反射光线相对于表面法线成什么角度。  BSDF表达式(参阅"散射")包含无量纲值σ,该值决定投影的平面上高斯分布的宽度。大于约5.0的值将得到近似朗伯的BSDF。因此,允许的σ最大值为5.0。

ABg ABg散射模型是一种广泛用于定义BSDF的方法。在散射主要来源为随机各向同性表面粗糙度并且该粗糙度和所散射的光波长相比较小时,此散射模型通常是一个很好的模型。这些假设通常对抛光的光学表面有效。有关详细的技术说明,请参阅散射

ABg文件(ABg File) ABg文件散射模型可用一组ABg配置文件定义表面的散射属性。在文本文件中指定了要使用的配置。文本文件必须有扩展名.ABGF,并且必须位于<data>\ABg_Data文件夹(参阅"文件夹(Folders)")。ABGF文件中指定的所有配置必须在当前加载的ABg数据文件中定义(参阅"ABg数据文件(ABg Data File)"),并且所有配置必须使用大写字母定义(不考虑ABg数据文件中配置名称的大小写)。

BSDF BSDF散射模型可使用表格BSDF数据来定义表面的散射属性。数据通过文本文件提供。文件必须遵循标题为"Zemax Tabular BSDF data file format"的文章中所述的Zemax Tabular BSDF数据文件格式,(请参阅: Zemax表格BSDF数据文件格式 - 知识库(Zemax Tabular BSDF data file format – Knowledgebase)),该文章可在OpticStudio知识库中找到。OpticStudio允许为反射率和折射率定义单独的BSDF数据。如果镜面反射光线反射或折射,则光线随后使用来自适当的输入文件中的数据进行散射。对于提供散射模型的文件,必须具有.BSDF扩展名(如介绍文件格式的文章中所示),并且必须位于<data>\Scatterdata文件夹(参阅"文件夹(Folders)")。标题为How to Use Tabular Data to Define the Surface Scattering Distribution的知识库文章中已提供有关此模型及其用途的完整描述,OpticStudio网站上也提供了此文章。

用户自定义散射(User defined scattering) 可以通过动态链接库(DLL)这一外部程序对其它常规的表面散射进行定义。OpticStudio随附提供了示例DLL,并带有源代码。可以使用合适的编译器轻松创建新的DLL。另请参阅关于DLL的注释(Comments About DLLs)

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