其實,對于map count及smoothing設(shè)定并沒有任何標(biāo)準(zhǔn)解答。最佳設(shè)定要看解決哪一種問題,另外還需要工程(技術(shù))人員的判斷。他只是一個讓您可以的到正確結(jié)果的工具,讓您在使用上更有彈性而已。以下提供一些指導(dǎo)及例子來做說明。 Zbh]SF{3F
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首先,說明一下分析圖形的計算原理,以及count值的關(guān)系。當(dāng)光線自光源射出,傳入光學(xué)系統(tǒng)中并到達(dá)Exit surface或是您所選擇的任意觀察面上(分析模式),每一道光線的Flux都會被計算。Map count值決定在這個面上有多少bins或是pixels。bin一定是方形的,尺寸會根據(jù)觀察面的大小來決定。您會發(fā)現(xiàn)count值越高,到達(dá)每個bin的光線就越少。若在給定的bin尺寸中(bin size=(map size)/(map count),map size為觀察面大。┠M光線數(shù)較少時,map count數(shù)一旦改變最高亮度值及光線分布就會明顯改變。當(dāng)使用smoothing,整個Map就會將bin數(shù)組中的Flux值以高斯形式做均勻化處理。而高斯方程式的腰身(waist)等于bin size。 Q1\k`J
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最佳的map count數(shù)及bin size設(shè)定全看您所要仿真的模型狀況。某些狀況下如何設(shè)定是很明顯的。例如,仿真一個數(shù)字成像系統(tǒng)而您希望能預(yù)測成像狀況,這時map count值就要設(shè)定成,讓bin size跟成像面(如CCD,CMOS)的pixel size一樣大。這時您就必須模擬足夠多的光線使的結(jié)果較為均勻,換言之,就是讓蒙地卡羅噪聲(Monde Carlo noise)降低到符合需求。蒙地卡羅描光計算下總是會有噪聲,這個噪聲跟1/N1/2成比例,N為光線數(shù)。 +xBK^5/x
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仿真照明系統(tǒng)時,您必須將map count設(shè)定成符合于量測的接收器的尺寸。無疑地這種狀況map count值會很高。若您預(yù)期光斑會依不同位置(或是角度在Candela Plot下)而快速變化,而您希望模擬這個效果,這時就要將map count維持較高的值。您也應(yīng)該要考慮到光分布的變化實際上有多快。這對您的判斷是非常重要的,因為bin size決定了需要多少模擬光線而不會產(chǎn)生噪聲。若您熟悉信息理論(Information theory),若光分布是band-limit,您只要做跟采樣定理(Sampling theorem)規(guī)定一樣細(xì)微的采樣,或是1/2f(f為band-limit頻率)這樣的bin size就行。根據(jù)預(yù)測最佳的bin size就在量測接收器的尺寸跟數(shù)據(jù)的間隔之間(spacing of data points)。要決定最佳bin size是需要經(jīng)過多次試驗跟錯誤的。 T_tDpq_|
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一旦您決定了最佳bin size,就必須計算足夠多的光線以得到低噪聲的結(jié)果(光分布)。前面提過噪聲跟1/N1/2成比例而每個bin中的光線數(shù)量又跟1/M成比例,M為bin數(shù)。因為M=m2,m就是map count,所以要計算的光線數(shù),在一個給定的噪聲水平下,就跟m2成比例。你應(yīng)該知道每個bin要搜集許多光線才能得到低噪聲的結(jié)果,因此在不違背采樣理論下盡可能讓map count值低是非常重要的。例如,我們希望得到50 ray/bin在map count=562時,必須要在Exit surface上搜集到約16,000,000條光線。這可以說是不切實際的狀況。寧可選擇較小的map count數(shù),例如200,這時只需要約2,000,000條光線就行了。甚至,對您仿真的模型來說,這樣的光線數(shù)還是稍微多了些。 Bd~cY/M
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如何知道是否模擬了足夠多的光線讓噪聲降到最低?還是那句老話,這要根據(jù)您自己的判斷。開啟smoothing功能可以讓整個分析圖更均勻化,但是也可能造成誤判。唯一的方是就是多模擬些光線,若分析圖的改變不是那么明顯時,就代表光線數(shù)夠多了。 /,N!g_"Z
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最后,要注意illuminance maps跟candela plots有一點(diǎn)差別。在illuminance maps下未開啟smoothing時,你可以任意設(shè)定map count值。開啟smoothing時,若map count值高于Resolution數(shù),則在計算前將會被降低為2倍resolution數(shù)。而在Candela plots下,若smoothing數(shù)(類似map count)高于128時將會被設(shè)為128來做計算。在candela distribution plots下,這個數(shù)則被局限在最大為512,也就是對一個圓來說,每個最小的bin size為360。/512=0.7。。 .>64h H