渐晕因子(Vignetting Factors)

渐晕因子是描述不同视场位置的渐晕入瞳尺寸和位置的系数。 OpticStudio 使用五种渐晕因子：VDX、VDY、VCX、VCY和TAN。这些因子分别表示偏心x、偏心y、压缩x、压缩y以及子午角。所有五个因子的默认值均为零，表示没有渐晕。

可以将光学系统的视场和入瞳都看作单位圆。在"归一化视场坐标"中定义的归一化视场和光瞳坐标都是这两个单位圆上的坐标。例如，光瞳坐标（px = 0，py = 1）是指从视场的某些点追迹到入瞳顶部的光线。如果系统中没有渐晕，OpticStudio会追迹光线，以便在大多数计算中填充整个入瞳。

许多光学系统会使用深思熟虑的渐晕，也就是说非光阑面的孔径会故意"剪切"一部分光线。在光学系统中引入渐晕通常有两个原因：

首先，渐晕可缩小透镜大小，尤其是在广角透镜中；

其次，渐晕可能会除去一部分存在严重像差的光束。

渐晕通常会按函数视场角增加F/#，这将使图像变暗，但如果剪掉像差最严重的光线，图像质量可能会提高。

渐晕因子可为特定视场位置重新定义入瞳。可通过两次连续变换修改归一化光瞳坐标。首先对坐标进行缩放和位移：

与

然后，按子午角0旋转缩放及位移的坐标：

与

更多详情，请参见子午和弧矢。

VDX项可左右移动渐晕光瞳，而VCX则可在x方向缩放光瞳。VDY和VCY值也有类似的结果。注意，如果渐晕因子为零，则光瞳坐标保持不变。渐晕因子可为设计采用渐晕技术的光学器件提供一种快捷的途径。但也有使用渐晕因子必须了解的限制。

某些OpticStudio功能能够从没有指定渐晕因子的任意视场位置追迹光线。这些功能可能无法为在定义视场以外的视场位置计算的数据提供完全准确的结果。某些功能通过在每个表面上布置一个可使光线亮度相等的通光孔径来为这些计算消除渐晕因子。自动消除渐晕因子的功能在"分析"章节介绍。

OpticStudio中的某些功能不会自动除去中间视场位置的渐晕因子，诸如评价函数中的光线操作数（例如，REAX等可发射单束光线的操作数）或ZPL宏等。如果没有除去渐晕因子，OpticStudio将尝试内插渐晕因子。对于旋转对称系统或视场点完全沿y轴的系统，OpticStudio会在相邻视场点之间内插，以估算将在中间视场点使用的渐晕因子。对于带X视场值的更通用光学系统，OpticStudio使用最接近定义的视场点来确定任意视场点的渐晕因子。

一旦定义渐晕因子，将由设计人员来确保超过渐晕光瞳的光线确实得到了渐晕。如果使用渐晕因子缩小透镜尺寸，则透镜大小不应超过通过位于渐晕光瞳边缘的光线所需的大小。如果来自渐晕孔径之外的光线允许通过实际光学系统，则透镜性能与计算机模型无关。

相同或近乎相同的视场坐标可能无法使用不同的渐晕因子定义。如果两个相邻视场使用不同的渐晕因子，则视场坐标必须相距大约1E-06倍的最大视场坐标。这样要求是因为OpticStudio必须确定所有视场坐标的渐晕因子，而不仅仅是位于定义视场位置的渐晕因子；具有不同渐晕因子的相同视场坐标没有物理解释。设置此类系统的正确方法是使用多重配置，并通过多重配置编辑器修改渐晕因子。

无论是否开启光线瞄准，渐晕因子都将发挥作用。如果光线瞄准关闭，则可根据前面给出的方程重新映射近轴入瞳。如果光线瞄准开启，则可在光阑面执行重新映射。

一种可能的渐晕因子应用是在不使用光线瞄准功能的情况下解决光瞳像差问题。这是一种高级技巧，可用于加速广角系统的光线追迹。

可在"视场数据"对话框中定义渐晕因子。更多信息，请参见系统选项的视场部分。

此外，渐晕因子还可以是可调整大小的参数；请参见"多重结构"章节。

子午角对MTF的影响：

目前，视场点的子午角(TAN)参数只能旋转采样的光瞳点，不会重新定义MTF计算的子午面/弧矢面。也就是说，从PSF计算MTF时，截止频率的选择不会随子午角的设置而改变。因此，使用TAN参数对MTF产生的效果与在物空间中旋转视场点产生的效果不同，即使在旋转对称系统中也是如此。即便谨慎选择子午角和视场点，MTF值也总会有一些差异。

如欲了解将渐晕用作设计工具的更多详情，请参见第一章引用的所有相关资料。