Ansys Zemax | NSC 非序列矢高圖用戶分析
本文介紹如何使用 NSC 矢高圖用戶分析功能在非序列模式下測量和顯示對象的矢高。了解此功能的基礎(chǔ)知識，包括如何設(shè)置復(fù)雜 CAD 零件的文件以獲取特定面的矢高值。（聯(lián)系我們獲取文章附件）
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介紹
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OptocStudio 的序列模式具有表面矢高分析功能，該功能將表面從局部頂點的矢高或 z 位置變化顯示為表面上 x 和 y 位置的函數(shù)。非序列模式?jīng)]有提供相同功能的內(nèi)置分析，但該軟件確實具有強大的應(yīng)用程序編程接口（API），允許用戶編寫自己的自定義分析功能。本文將展示如何使用 API 構(gòu)建的用戶分析來計算非序列對象的表面矢高。它還將討論用于創(chuàng)建自定義用戶分析的內(nèi)部計算和一些技術(shù)。
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NSC?矢高計算
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NSC 矢高用戶分析執(zhí)行幾個步驟來計算非序列模式下給定對象面的矢高值：
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· 在內(nèi)存中創(chuàng)建系統(tǒng)的臨時副本
· 除選定對象外的所有對象都設(shè)置為忽略
· 所選對象的材質(zhì)被移除，以可能考慮對象的背面
· 系統(tǒng)中放置單個源光線
· · 默認情況下，源光線放置在 （0， 0， -50） 的 XYZ 處，指向 （0， 0， 1） 的 LMN，但這些值可以高級設(shè)置（屏幕右下角）中更改
· · 然后將矩形數(shù)組應(yīng)用于對應(yīng)于采樣和寬度的源
· 執(zhí)行光線追跡并保存 ZRD 文件
· X_HITFACE 濾鏡字符串應(yīng)用于光線追跡，以僅獲取所需面的 Z 值
· Z 中的偏移量應(yīng)用于 ZRD 文件，以嘗試將頂點處的矢高歸零
· · 自動計算標準鏡頭、雙標志性澤尼克表面、偶數(shù)非球面透鏡、奇數(shù)非球面透鏡和環(huán)形透鏡的 Z 偏移
· · 可以手動更改 Z 偏移以考慮任何其他類型的曲面
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計算結(jié)果是一維（線）/二維（假彩色）圖或文本輸出，可以在“設(shè)置”窗口中選擇。用戶分析可用于簡單的非序列系統(tǒng)，例如轉(zhuǎn)換后的雙高斯、Biconic Zernike 曲面或帶有進口 CAD 零件的復(fù)雜系統(tǒng)：
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運行 NSC?矢高
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NSC 矢高是用戶分析。為方便起見，它已添加到界面中，可以在?Analyze…NSC Sag?找到。
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但更一般地說，用戶分析可執(zhí)行文件位于 {Zemax}\ZOS-API\User Analysis 文件夾中。一旦可執(zhí)行文件被復(fù)制到正確的文件夾中，OpticStudio 需要重新啟動。
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要啟動用戶分析，請單擊?Programming…User Analysis…NSC Sag：
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首次啟動分析時，單擊“設(shè)置”：
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“設(shè)置”窗口包含以下部分（所有長度值均以鏡頭單位為單位）：
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1、對象 – 僅列出有效對象（非源和非檢測器）
2、人臉 – 選擇有效對象后，僅列出實際對象的人臉
3、樣本數(shù)量 – 數(shù)據(jù)點數(shù)（32、64、128、256、512 或 1024）
4、Z 偏移 – 計算過程中從所有 Z 值中添加/減去的常量值
5、旋轉(zhuǎn) – 物體的 Z 軸旋轉(zhuǎn)（值應(yīng)在 0° 到 360° 之間）
6、X/Y 寬度 – 帶光線陣列
7、X/Y 偏心 – 光線陣列的中心
8、顯示為 ― 要顯示的數(shù)據(jù)類型（假色、文本或橫截面）
9、自動偏移 – 自動“猜測”常見對象和面的Z偏移和X / Y寬度的正確值
10、高級 – 公開高級設(shè)置：
a.光線陣列的 Z 起始位置
b.保留對象的原始 XY 傾斜度
c.保存中間 ZMX 和 ZRD 文件
11、按鈕 – 確定運行分析，取消關(guān)閉設(shè)置而不執(zhí)行計算
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測量 CAD 文件
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NSC?矢高用戶分析可以測量任何非序列對象（包括 CAD 零件）的矢高。對于以對象的本地頂點為中心的本機 OpticStudio 對象，用戶分析應(yīng)該無需對用戶的行為進行太多設(shè)置即可工作。但是，對于導(dǎo)入的 CAD 零件（包括 STEP 和 SLDPRT 文件），這些文件的零件中心可能相對于本地頂點進行偏移和旋轉(zhuǎn)，因此可能需要進行一些設(shè)置。
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首先要確定的是要對哪個面進行分析。要確定面數(shù)，請單擊“非序列編輯器”工具欄中的“查看當前對象”。這將打開一個交互式查看器，可以在其中單擊所需的表面。表面將變?yōu)槌壬Ｍ怀鲲@示的面編號將出現(xiàn)在查看器的選項卡中：
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接下來，要確定正確的傾斜度和偏心，請在 CAD 零件下方插入一個新的對象并將對象更改為源光線;將 Z 位置設(shè)置為 -50mm（NSC?矢高分析的默認值），將 # 布局光線設(shè)置為 1?，F(xiàn)在打開?NSC 3D 布局，查看光線如何與 CAD 零件交互。
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如果光線當前以 CAD 零件為中心，則無需進行任何修改。但是，如果零件相對于光線旋轉(zhuǎn)或光線不在零件的中心，則更改 CAD 零件的“繞 X/Y 傾斜”或光線的“X/Y/Z 位置”?？焖俑?CAD 零件傾斜度的最簡單方法是將“大約 X/Y/Z 的傾斜度”設(shè)置為變量并啟動“優(yōu)化…可視化優(yōu)化。將所有傾斜的“開始”和“停止”值分別更改為 -180 和 +180?，F(xiàn)在修改值，直到 CAD 零件與源光線對齊。確保在零件旋轉(zhuǎn)后單擊“保留并退出”：
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對于附加的示例文件，RandomCurve.STEP 的 Tilt About X 應(yīng)為 -79.2，（X， Y， Z） 位置應(yīng)為 （260， 500， -400）：
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現(xiàn)在，打開 NSC?矢高用戶分析。單擊設(shè)置。要估計 X/Y 寬度，請使用 NSC 3D 布局圖中的活動光標。設(shè)置如下所示。要顯示“高級”選項卡，請單擊右下角的箭頭;確保取消選中刪除 XY 傾斜并選中保留保存的文件：
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單擊“確定”并查看實際分析結(jié)果。盡管樣本數(shù)量設(shè)置得非常低，但會生成一個顯示一些矢高數(shù)據(jù)的假色圖：
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當前文件夾中將有一個名為 nsc_sag_map.zmx 的新文件。打開此文件并查看 NSC 3D 布局。單個源光線在 （N+1）x（N+1） 網(wǎng)格上重復(fù)，其間距與“設(shè)置”窗體中的 X/Y 寬度相關(guān)。
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現(xiàn)在，數(shù)據(jù)已在圖中得到驗證，保存的文件已完全被光線覆蓋，可以增加采樣以及寬度和偏心以獲得最佳圖像。
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以下設(shè)置將生成最終圖像：
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