當(dāng)一個(gè)分析請(qǐng)求執(zhí)行時(shí)，重要的是記住在FRED中的分析面只是在光線追跡結(jié)束后的后處理(過濾)光線。在光線追跡的過程中，它們不收集光線信息，無論光線的軌跡是否穿過分析網(wǎng)格。那么問題來了，“如何分析在光線追跡的過程中光線穿過光學(xué)空間的光場(chǎng)？”

一種選擇是使用FRED探測(cè)器實(shí)體(Detector Entity)結(jié)構(gòu)。探測(cè)器實(shí)體與分析面類似，不過它們可以放在任何光學(xué)空間，而且可以在光線追跡的過程中動(dòng)態(tài)地收集光線信息(即光線穿過它們的收集網(wǎng)格)。目前，探測(cè)器實(shí)體對(duì)于相干或偏振光不起作用，只可以執(zhí)行輻照度、照度和彩色圖像的分析。

盡管FRED沒有一個(gè)內(nèi)置的“光束足跡分析”程序，但我們將在FRED中使用探測(cè)器實(shí)體結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)類似的功能。

設(shè)置計(jì)算

文章使用如下圖像所示的光學(xué)系統(tǒng)。我們的目的是分析沿著如下所示的光路多個(gè)平面的處的光束足跡。

為了捕捉在光線追跡中光線透過每個(gè)我們感興趣平面的足跡，我們將會(huì)使用FRED中的探測(cè)器實(shí)體結(jié)構(gòu)。探測(cè)器實(shí)體是一種分析節(jié)點(diǎn)的類型，它可以在光線追跡中與光線相互作用，可以定義多種多樣的形狀。光線相互作用，與光線濾光(一個(gè)后追跡過程)截然相反，使探測(cè)器實(shí)體能夠在任何光學(xué)空間任何時(shí)間動(dòng)態(tài)地收集數(shù)據(jù)。探測(cè)器實(shí)體本身能收集三個(gè)不同時(shí)間的數(shù)據(jù)：在光線追跡中(即，使用在追跡中任何時(shí)刻與探測(cè)器實(shí)體相交的光線)，剛好在光線追跡后(即，“終止”在探測(cè)器實(shí)體上的光線)，或者根據(jù)請(qǐng)求(即，請(qǐng)求時(shí)“在”探測(cè)器實(shí)體上的光線)。在一個(gè)具有和探測(cè)器實(shí)體相同名字的分析結(jié)果節(jié)點(diǎn)中，對(duì)于每個(gè)探測(cè)器實(shí)體來說，光線面元的結(jié)果對(duì)用戶來說是可獲得的。記住，因?yàn)樘綔y(cè)器實(shí)體在光線追跡中時(shí)是交叉的，您不應(yīng)該放置一個(gè)探測(cè)器實(shí)體與結(jié)構(gòu)中的其他表面重合。不遵守這個(gè)規(guī)則可能會(huì)導(dǎo)致不一致的結(jié)果，這歸因于與交叉重合的對(duì)象相聯(lián)系的歧義性。

與該文檔對(duì)應(yīng)的示例文件有5個(gè)平面探測(cè)器實(shí)體，位于系統(tǒng)中我們感興趣的平面上。這些探測(cè)器實(shí)體位于對(duì)象樹的分析面文件夾中，如下圖所示。

讓我們來看看對(duì)于“光源平面”探測(cè)器實(shí)體詳細(xì)的控制。對(duì)于該探測(cè)器實(shí)體，平面X和Y尺寸范圍明確的限制為+-3，網(wǎng)格沿著A和B軸(X和Y)的分辨率設(shè)置為201，沿著整個(gè)寬度。正在做的計(jì)算是輻照度，用于分析的數(shù)據(jù)正在“追跡中”被收集。盡管對(duì)于我們的例子來說這并不重要，探測(cè)器實(shí)體可以收集橫跨表面任何一個(gè)方向的光線數(shù)據(jù)。最后，探測(cè)器實(shí)體不吸收光線。

盡管探測(cè)器實(shí)體結(jié)構(gòu)不允許執(zhí)行一個(gè)位置點(diǎn)圖分析(這是您會(huì)經(jīng)常在光束足跡分析中看到的)，我們可以通過將軸分辨率設(shè)置的很高，從輻照度分布中得到相同類型的數(shù)據(jù)。在本例中，對(duì)于我們的探測(cè)器實(shí)體，我們選擇了201*201。此外，重要的是我們的探測(cè)器實(shí)體正在“追跡中”收集信息。畢竟，我們想知道當(dāng)光線穿過我們感興趣的平面的光束足跡。最后，對(duì)于所有探測(cè)器實(shí)體，除了最后一個(gè)，我們希望光線能夠不帶任何光學(xué)效應(yīng)的穿透過平面。為了獲得這個(gè)，我們?cè)O(shè)置了探測(cè)器實(shí)體，這樣它就不會(huì)吸收光線。最后一個(gè)探測(cè)器實(shí)體，無論如何，應(yīng)該吸收光線，因?yàn)樵谖覀兊南到y(tǒng)中，它更像一個(gè)物理探測(cè)器在起作用。

同樣要注意的是，探測(cè)器實(shí)體平面的位置將會(huì)與結(jié)構(gòu)的另一片重合(例如我們透鏡的頂點(diǎn))，為了避免重合，我們需要將探測(cè)器實(shí)體相對(duì)于表面進(jìn)行一些微小的偏移。

執(zhí)行計(jì)算

隨著探測(cè)器實(shí)體根據(jù)前面部分的描述配置完畢，在光線追跡中，光束足跡的計(jì)算會(huì)自動(dòng)的執(zhí)行。一旦光線追跡完成了，每個(gè)探測(cè)器實(shí)體將會(huì)生成一個(gè)分析結(jié)果節(jié)點(diǎn)(Analysis Results Node)，位于對(duì)象樹的分析結(jié)果文件夾中。

如果您在模型中沒有看到所有的ARNs，請(qǐng)檢查系統(tǒng)“Number of ARNs to

retain (-1 = keep all)” 要保持的ARNs數(shù)目(-1=保持所有)”喜好設(shè)置。

通過在每個(gè)ARN節(jié)點(diǎn)上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，您就可以選擇“顯示在圖表”選項(xiàng)，以查看計(jì)算結(jié)果。從這里，圖表窗口提供了用于顯示統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和修改數(shù)據(jù)的選項(xiàng)，這和任何其他的標(biāo)準(zhǔn)FRED圖表是一樣的。