介紹
本文討(tǎo)論了如何使用FRED數(shù)字化工具對極坐(zuò)标數(shù)據采樣。一個(gè)典型的應用是使用廠商規格表上(shàng)的強度分布來(lái)為(wèi)一個(gè)光源指定光線的方向。當條件允許時(shí)，最好是使用一個(gè)光線集（也就是廠商測試光線數(shù)據）來(lái)代替規格表上(shàng)的模型。當近場(chǎng)分布可(kě)以忽略時(shí)，這種方式是較為(wèi)合适的。
光源創建
通(tōng)過強度（功率/立體(tǐ)角）的形式，從極坐(zuò)标圖中我們将會(huì)創建光源，但(dàn)極坐(zuò)标圖定義的僅僅是光線的方向。在沒有(yǒu)任何額外數(shù)據或者光線信息的條件下，我們對于這些(xiē)光線的空(kōng)間(jiān)分布一無所知。因此，我們做(zuò)出這樣的假設：光線随機分布在光源出口孔徑的空(kōng)間(jiān)範圍內(nèi)。
步驟1：創建光線網格位置
假設光源出口孔徑的大(dà)小(xiǎo)是2mm×1.2mm(W×H)，首先鼠标右鍵單擊光源文件夾，從列表清單裏選擇“創建新的詳細光源”。在光源對話(huà)框的位置/方向标簽上(shàng)選擇“随機平面（平面上(shàng)排列着随機點）”，并根據上(shàng)述的規格表設置X和(hé)Y的外半孔徑值。開(kāi)始後，設置光線數(shù)目為(wèi)1000，孔徑的形狀為(wèi)矩形。
步驟2：指定光線的方向類型
光線的空(kōng)間(jiān)位置指定好了後，我們需要輸入光線的方向信息。規格表為(wèi)光源提供了強度數(shù)據，因此使用光線方向說明(míng)“Randomly according to intensity distribution”才是有(yǒu)意義的。該光線方向說明(míng)将會(huì)在球形極坐(zuò)标網格上(shàng)獲取強度分布，并且根據該分布輪廓統計(jì)随機的光線方向（比如：強度最高(gāo)的地方産生(shēng)更多(duō)的光線，強度低(dī)的方向光線較少(shǎo)）。
在光源對話(huà)框位置/方向标簽下的光線方向區(qū)域處，選擇方向類型“Randomly according to intensity distribution”。
強度分布的插值取決于極化和(hé)方位角方向向量的規格說明(míng)。極坐(zuò)标角開(kāi)始于極軸并朝方位角軸正向增加。方位角開(kāi)始于方位角軸，延伸到與極化和(hé)方位角方向矢量定義平面相垂直的面。極矢量和(hé)方位角矢量的叉乘确定了方位角的正向方向。極矢量(0,0,1)和(hé)方位角矢量(1,0,0)的例子如下圖所示。
步驟3：數(shù)字化極坐(zuò)标圖數(shù)據
為(wèi)了從極坐(zuò)标圖中數(shù)字化取樣數(shù)據到光線方向規格表中，我們可(kě)以在電(diàn)子表格區(qū)域右鍵點擊鼠标，在列表菜單裏選擇“數(shù)字化曲線”。
在數(shù)字化工具對話(huà)框中使用“選擇圖像”按鈕，從規格表中選擇一個(gè)極坐(zuò)标圖的圖像文件。FRED數(shù)字化工具允許的圖像文件格式是*.bmp, *.pcx, *.jpg, *.tga, and *.tif。
随着圖像文件載入到數(shù)字化工具中，選擇“極坐(zuò)标圖”選項。
在極坐(zuò)标圖的情況下，X和(hé)Y滿足極坐(zuò)标的條件：
分别沿着X和(hé)Y軸，它們的取值範圍為(wèi)0到1。
接着，點擊“選擇X,Y最小(xiǎo)值點”按鈕，然後在極坐(zuò)标圖中選擇rho=0,theta=0的點。在下面的圖中，0,0點是藍(lán)色的。
下一步，點擊“選擇X最大(dà)值點”按鈕。選擇X軸的一個(gè)點（不一定是最大(dà)值），然後輸入相應的值到“X最大(dà)值”文本框中。
下一步，點擊“選擇Y最大(dà)值”按鈕，選擇沿着Y軸的一個(gè)點，輸入對應的值到“Y最大(dà)值”文本框中。
最後，點擊“選擇數(shù)據”按鈕，開(kāi)始沿着極坐(zuò)标曲線中選擇點。注意到在對話(huà)框的頂端，數(shù)字化工具列出了極坐(zuò)标系中正被選擇的這些(xiē)點的信息。
一旦我們在極坐(zuò)标圖中選擇好了這些(xiē)點，點擊“導出數(shù)據”，就會(huì)将數(shù)字化的點送回到光線方向對話(huà)框中。
步驟4：驗證強度分布
既然數(shù)據已經從極坐(zuò)标圖中導出，那(nà)就有(yǒu)必要驗證坐(zuò)标系統的設置是否正确。在本例中，極軸沿着Z方向，方位角軸沿着X方向。當隻有(yǒu)1個(gè)方位角數(shù)據輸入進來(lái)時(shí)，FRED将假定分布是旋轉對稱的。當輸入多(duō)個(gè)方位角數(shù)據是，FRED會(huì)将這些(xiē)數(shù)據點進行(xíng)線性插值。
多(duō)方位角的輸入方法：如下圖，在此區(qū)域右鍵然後選擇”Append Azimuthal Angle”
通(tōng)過添加一個(gè)方向分析實體(tǐ)（DAE）到系統模型中，我們就可(kě)以驗證強度分布曲線。右鍵點擊分析表面文件夾，從列表菜單裏選擇“新建方向分析實體(tǐ)”。添加好DAE後，将它分配到光源模型中，通(tōng)過拖放對象樹(shù)即可(kě)驗證。
接下來(lái)，通(tōng)過點擊菜單>光線追迹>創建所有(yǒu)源光線選項，創建源光線（不要追迹）。創建好源光線後，通(tōng)過點擊菜單>分析>極坐(zuò)标網格強度選項，選擇賦予到光源模型中DAE中，并選中“Create Analysis Results Node”。
圖表顯示出來(lái)後，在樹(shù)形文件夾中最下面的Analysis Results會(huì)發現一個(gè)新的節點“Intensity 1”, 選中此節點，點擊鼠标右鍵，在彈出的列表菜單中選擇“以可(kě)視(shì)化視(shì)圖顯示”（接受默認設置）。該選項将會(huì)以三維視(shì)圖呈現連貫的強度分布，并且實現簡單的驗證：模型中的強度分布是正确取向的。本實例系統在光源處含有(yǒu)一百萬束光線，其強度分布圖如下所示。
總結
1. FRED數(shù)字化取樣工具不僅可(kě)以取樣光源數(shù)據，還(hái)可(kě)以取樣材料、模型、鍍膜數(shù)據、散射數(shù)據；
2. 在驗證光源的光強度分布或照度分布的時(shí)候，不要去追迹光線，在raytrace菜單下選擇
Create All Source Rays,然後點擊照度分析或強度分析即可(kě)。
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