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  • 如何導入CAD物體

    作者:Zemax China 來源:投稿 時間:2019-07-19 17:54 閱讀:4115 [投稿]
    這篇文章介紹了如何將STL、IGES、STEP和SAT等格式的CAD(計算機輔助設計,Computer Aided Design)物體導入到OpticStudio中。

    概述

    這篇文章介紹了如何將STL、IGES、STEP和SAT等格式的CAD(計算機輔助設計,Computer Aided Design)物體導入到OpticStudio中。

    CAD文件的格式一般與您所使用的CAD軟件相關,格式種類眾多,不同的格式也有各自擅長的領域。如,STL格式是利用三角形網格來表示三維物體的,所以,對于那些原本就是由多個平面圍成的物體來說是一個不錯的選擇,該格式也常應用于3D打印領域。IGES格式與STEP格式在不同的CAD軟件中都有良好的兼容性。在二者中做選擇時,要看它們當中哪一個的模型導出程序對物體模型的表示方式更適合于您的物體模型。如果您使用基于ACIS引擎的CAD軟件,那么推薦您使用SAT格式的CAD文件。

    引言

    在OpticStudio中導入CAD物體是非常重要的功能,尤其是在對復雜的光機元件進行雜散光分析時,光線會在這類光機元件上發生較為嚴重的反射和散射效應。導入CAD功能在照明系統中同樣重要,例如在汽車儀表盤中,光線可能會入射到一個復雜的光導管之中。OpticStudio的導入CAD物體功能非常靈活且強大,它支持多種常見的CAD文件格式。

    導入CAD物體

    CAD物體結構可能十分復雜,一根光線可能會在物體中產生多次反射、折射或散射等相互作用。因此,我們使用非序列光線追跡來描述光線與物體之間的相互作用。在序列系統中,我們也可以使用混合模式來進行類似的非序列光線追跡。

    OpticStudio支持四種靜態CAD文件格式:STL、IGES、STEP和SAT(如SLDPRT和ZPO這樣的動態CAD格式,不在本文的討論范圍之內)。在四者之中,只有STL格式是用小的三角形表面連接在一起,來近似表示物體模型的曲面,其它三種格式會使用平滑而連續的表面進行建模。物體上的小平面 (Facets) 只用于在屏幕上顯示。因此,在連續且光滑的CAD物體表面進行的光線追跡在CAD模型精度下是精確的,盡管我們使用小平面來繪制物體。

    需要特別注意的是,雖然OpticStudio支持由實際的小平面組成的CAD物體模型,但是在多數時候,我們見到的由小平面組成的CAD物體僅僅是顯示成這樣,而光線追跡的精度仍會以實際表面的精度為準。

    STL格式

    STL (Stereolithography Tessellation Language) 格式在3D打印技術中應用廣泛,它能夠簡單地對常見的三維形狀進行建模。它利用三角形的鱗甲面來描述物體模型,即一系列小的三角形面拼合在一起來近似表示物體模型的表面。

    您可以從以下鏈接中查看有關STL格式的概述。

    http://www.mmsonline.com/articles/019704.html

    STL文件中的每一個小三角面都是由它三個頂點的 {x,y,z} 坐標以及表面法向量來定義的。下面是STL格式的示例文件的前幾行代碼,它由AutoCAD軟件生成:

    1. solid AutoCAD 
    2. facet normal 0.0000000e+000 0.0000000e+000 1.0000000e+000 
    3. outer loop 
    4. vertex 6.0000000e+000 4.0000000e+000 6.0000000e+000 
    5. vertex 6.0000000e+000 6.0000000e+000 6.0000000e+000 
    6. vertex 4.0000000e+000 6.0000000e+000 6.0000000e+000 
    7. endloop 
    8. endfacet 
    9. facet normal 0.0000000e+000 0.0000000e+000 1.0000000e+000 
    10. outer loop 
    11. vertex 6.0000000e+000 4.0000000e+000 6.0000000e+000 
    12. vertex 4.0000000e+000 6.0000000e+000 6.0000000e+000 
    13. vertex 4.0000000e+000 4.0000000e+000 6.0000000e+000 
    14. endloop 
    15. endfacet

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