Tracepro學(xué)習(xí)教程

1、2022-3-22T r a c e p r o學(xué) 習(xí) 教 程學(xué) 習(xí) 教 程2022-3-22什么是Tracepro？Tracepro是一套可以做照明系統(tǒng)分析，傳統(tǒng)光學(xué)分析，輻射度以及光度分析的軟件，它也是第一套由符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的ACIS立體模型繪圖軟件所發(fā)展出來(lái)的光機(jī)軟件。Tracepro提供簡(jiǎn)單易用的圖形接口，所以我們能夠輕易的檢視模型，建立立體對(duì)象，以及設(shè)定材料特性，表面性質(zhì)和光源特性。Tracepro可以同時(shí)開(kāi)啟多個(gè)檔案來(lái)完成編輯。2022-3-22Tracepro的操作界面介紹實(shí)體模型消息區(qū)工作區(qū)導(dǎo)航區(qū)工作菜單2022-3-22Tracepro的操作界面介紹2022-3-22Trace

2、pro的操作設(shè)置ViewPreference此處可以設(shè)置Tracepro操作界面中顯示方面的參數(shù)，如界面的顯示單位，縮放時(shí)的倍率，顯示光線的顏色，方式等等。2022-3-22Tracepro的系統(tǒng)設(shè)置ViewCustomize此處可以設(shè)置Tracepro操作界面中運(yùn)行方面的參數(shù)，如導(dǎo)航區(qū)的位置，模型的顯示方式，模型的顏色，背景的顏色等等。2022-3-22Tracepro模擬步驟建立模型光學(xué)特性光源設(shè)定分析功能2022-3-22Tracepro建模Tracepro自建模 利用Tracepro軟件本身的功能建立各種模型 面 平面 曲面 球面 非球面 體 球體 正方體 椎體 環(huán) 3D建模，導(dǎo)入 在

3、PRO/E,UG,CAD等3D模型軟件將實(shí)體建好，存igs，sat，stp等 格式，導(dǎo)入Tracepro并設(shè)置屬性后，就可進(jìn)行模擬。光學(xué)軟件建模 Tracepro與很多光學(xué)模擬軟件如ZEMAX,OSLO,Code V等是共用的， 所以可以直接用Tracepro打開(kāi)這些軟件保存的文檔。 2022-3-22Tracepro建模 Tracepro自建模 Tracepro軟件本身提供了一個(gè)強(qiáng)大的模型庫(kù)，使用者可以根據(jù)自己的需要選擇不同的模塊來(lái)建立模型。 其路徑就是 :Insert2022-3-22Tracepro建模Insert Lens Element要點(diǎn)：A.透鏡的材料B.透鏡的參數(shù)C.透鏡的位置

4、2022-3-22Tracepro建模Insert Fresnel Lens 要點(diǎn)：A.透鏡的材料B.透鏡的參數(shù)C.透鏡的位置2022-3-22Tracepro建模Insert Reflector要點(diǎn)：A.反射器的類(lèi)型B.反射器的焦距C.反射器的長(zhǎng)度D.反射器的位置2022-3-22Tracepro建模Insert Tube2022-3-22Tracepro建模Insert Baffle Vane2022-3-22Tracepro建模Insert Primisive Solids2022-3-22Tracepro建模3D建模，導(dǎo)入 Tracepro在建模方面有很強(qiáng)大的功能，但是在自由曲面方面仍

5、存在一些不足，所以，就需要在3D軟件中建好模型后，存igs，sat，stp等格式，最后導(dǎo)入Tracepro中。 如圖：有兩種3D模型的導(dǎo)入方式FileOpenInsertPart2022-3-22Tracepro建模光學(xué)軟件建模2022-3-22Tracepro光學(xué)特性Tracepro的建模后，就要對(duì)模型進(jìn)行屬性的設(shè)置光學(xué)特性在Tracepro的模擬中非常重要，模擬的目的是模擬結(jié)果與實(shí)際更為接近。所以光學(xué)特性的定義就是給模擬效果一個(gè)好的起始。2022-3-22Tracepro光學(xué)特性DefineApply PropertiesMaterial 用來(lái)定義實(shí)體的材料 如圖：材料為BK7玻璃，材料的

6、名稱(chēng)下面表示出材料的各種光學(xué)特性：色散系數(shù)，相對(duì)波長(zhǎng)的折射率，材料的吸收率。而且，也可以通過(guò)最下方View Date更改材料的這些屬性。2022-3-22Tracepro光學(xué)特性DefineApply PropertiesSurface 用來(lái)定義表面屬性可以在此處對(duì)模型的表面進(jìn)行定義。如：表面被設(shè)置為鏡面，吸收面，散射面，或者在模型的表面定義一些薄膜，等等。2022-3-22Tracepro光學(xué)特性DefineApply PropertiesSurface Source 用來(lái)定義光源屬性在Tracepro中，光線都是從燈具的某個(gè)發(fā)光面出發(fā)的，所以我們定義光源的方法就是設(shè)置模型的發(fā)光面上的參數(shù)。

7、如圖：這些參數(shù)包括燈具的光通量，模擬光線的數(shù)量，光線的波長(zhǎng)，以及發(fā)光模式。2022-3-22Tracepro光學(xué)特性DefineEdit Properties DateTracepro中并未涵蓋所有我們需要的介質(zhì)，但是在Tracepro中可以根據(jù)自身的需要編輯特定的面，材料，薄膜，折射率等光學(xué)介質(zhì)。2022-3-22Tracepro光源設(shè)定Tracepro光源的設(shè)定有三種方法： 1.Tracepro自建光源模型，然后進(jìn)行光源屬性定義. 2.Tracepro光源庫(kù)，其中有部分已經(jīng)定義好光源參數(shù)的光 源實(shí)體模型。 3.光源文件導(dǎo)入。InsertSource選擇需要插入的光源文件.對(duì)于光源文件，有幾

8、種符合的格式（*.ray,*.dat,*.src）2022-3-22Tracepro分析功能Tracepro具有強(qiáng)大的分析功能： 追蹤光線 照度分析，輝度分析 CIE色坐標(biāo)，色度分析 光強(qiáng)度分析 光線資料 偏振效應(yīng) 仿真模擬2022-3-22Tracepro分析功能追蹤光線 Raytrace Options 光線模擬的環(huán)境參數(shù)設(shè)定，其中有光源的波長(zhǎng)，光源的單位，熱環(huán)境系數(shù)等。 2022-3-22Tracepro分析功能照度分析參數(shù)設(shè)置如圖：照度分析的參數(shù)設(shè)置表。 Smooting 選定將光斑的顯示更加平滑Map Count 是照度計(jì)算點(diǎn)的數(shù)目，當(dāng)計(jì)算點(diǎn)的數(shù)目增大到一定程度時(shí)，照度值也不再變化，

9、此時(shí)得到合適的模擬值2022-3-22Tracepro分析功能照度分析如圖，一個(gè)LED光源投射在1米處的光斑照度效果圖。在圖的下方注明模擬結(jié)果：最大照度，平均照度，接受面接受到的光通量參數(shù)。2022-3-22Tracepro分析功能光強(qiáng)分析參數(shù)設(shè)置方向參數(shù)的設(shè)置Normal Vector 主方向光源投射的方向，輸入不同的數(shù)值，軟件會(huì)通過(guò)坐標(biāo)自動(dòng)的計(jì)算出該方向。Up Vector 參考方向與主方向垂直2022-3-22Tracepro分析功能光強(qiáng)分析參數(shù)設(shè)置光強(qiáng)分析的參數(shù)設(shè)置 Smooting 設(shè)定光強(qiáng)分析的區(qū)間大小，設(shè)置的數(shù)目卻大，分析的區(qū)間越小。當(dāng)數(shù)目增大到一定程度時(shí)，配光曲線的光強(qiáng)不再變化

10、，此時(shí)得到合適的模擬值。2022-3-22Tracepro分析功能光強(qiáng)分析 極坐標(biāo)配光曲線如圖，一個(gè)LED光源的極坐標(biāo)配光曲線圖。在圖的下方已注明模擬的結(jié)果：效率，接受到的光線數(shù)目，最大光強(qiáng)，接受到的光通量。2022-3-22Tracepro分析功能光強(qiáng)分析 直角坐標(biāo)配光曲線2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例設(shè)計(jì)要求：光源：Cree LED Q4 110lm光斑要求：1米處最大光斑直徑不于小1米，中心光斑直徑不于小0.12米照度要求：1米處最大照度要達(dá)到4000lux透明件：3mm 鋼化玻璃反光杯尺寸：25*20mm 2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例分析設(shè)計(jì)要求光源 總光通量

11、110lm 半光強(qiáng)角度110度配光 截光角不應(yīng)小于27度 半光強(qiáng)角不小于6度照度 中心光強(qiáng)為4000cd通過(guò)分析，可以得出：設(shè)計(jì)需要一個(gè)聚光的反光杯，且反光杯的口徑與深度的比值接近于1.2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)入光源 Insertsource2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例建立模型 InsertReflectior2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例建立好模型后，需要通過(guò)ApplyProperties來(lái)為模型添加表面屬性。點(diǎn)擊導(dǎo)航區(qū)中模型的名字，然后鼠標(biāo)右鍵，選擇ApplyProperties，在ApplyProperties中選擇Surface。在Surf

12、ace的下拉表格中有多種反射面模式，可以根據(jù)自己的需要選擇合適的反射面，也可以點(diǎn)擊View Date，自定義反射面的屬性。如圖：自定義一個(gè)反射系數(shù)為0.7的反射面。光線打在此面上后，將有70%的光線被反射。2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例反光杯建好后，材料屬性也定義完畢，需要根據(jù)要求在反光杯的前方添加3mm的鋼化玻璃。2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例模型添加完畢后，最后需要添加一個(gè)接受平面。接受平面可以根據(jù)實(shí)際需要定義它的大小，位置。模擬完畢后，我們可以從接受平面上得到有效光效，光斑效果等模擬結(jié)果。 2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例查看模擬結(jié)果 極坐標(biāo)配光曲線從模

13、擬的結(jié)果中可以得出，燈具效率為61%，最大光強(qiáng)1438.7cd2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例查看模擬結(jié)果 直角坐標(biāo)配光曲線從模擬的結(jié)果中可以得出，半光強(qiáng)角為6度。2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例查看模擬結(jié)果 光斑照度從模擬的結(jié)果中可以得出，1米處光斑的直徑略大于1米，中心的最大照度為1076lx，平均照度16.2lx。2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例分析結(jié)果 上述的模擬結(jié)果，光源的光通量為26.4lm。 當(dāng)光源的光通量為120lm時(shí)，半光強(qiáng)角不變，光斑的大小尺寸不變， 中心光強(qiáng)為6086.8cd，1米處最大照度為4552lx。 對(duì)比設(shè)計(jì)要求，符合設(shè)計(jì)需要，設(shè)計(jì)完

14、畢。 2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例設(shè)計(jì)要求：光源：歐司朗 雙端金鹵燈 250W HQI-TS250W/NDL光斑要求：矩形光斑照度要求：50米處，半徑5米范圍內(nèi)最小照度80lx （4個(gè)燈頭）透明件：3mm 鋼化玻璃反光杯尺寸：口徑不大于180mm 2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例分析設(shè)計(jì)要求光源 總光通量22000lm 配光 截光角不應(yīng)小于27度 半光強(qiáng)角不小于6度照度 中心光強(qiáng)大于2000000cd有中心光強(qiáng)非常高，所以，反光杯一定要聚2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)入光源 打開(kāi)已經(jīng)建好的光源文件2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例建立模型 Inse

15、rtReflectiorFront depth 代表燈具到口徑的距離Back depth 代表燈具到底部的距離Focal len 代表兩個(gè)面的不同曲率2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例建立好模型后，需要通過(guò)ApplyProperties來(lái)為模型添加表面屬性。點(diǎn)擊導(dǎo)航區(qū)中模型的名字，然后鼠標(biāo)右鍵，選擇ApplyProperties，在ApplyProperties中選擇Surface。在Surface的下拉表格中有多種反射面模式，可以根據(jù)自己的需要選擇合適的反射面，也可以點(diǎn)擊View Date，自定義反射面的屬性。如圖：自定義一個(gè)反射系數(shù)為0.7的反射面。光線打在此面上后，將有70%的光線被反射。2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例反光杯建好后，材料屬性也定義完畢，需要根據(jù)要求在反光杯的前方添加3mm的鋼化玻璃。2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例此外，我們對(duì)反光杯做一個(gè)布林運(yùn)算，在反光杯的兩壁上為光源開(kāi)出一個(gè)位置。2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例模型添加完畢后，最后需要添加一個(gè)接受平面。接受平面可以根據(jù)實(shí)際需要定義它的大小，位置。模擬完畢后，我們可以從接受平面上得到有效光效，光斑效果等模擬結(jié)果。 2022-3-22Tracepro設(shè)計(jì)實(shí)例查看模擬結(jié)果 極坐標(biāo)配光曲線從模擬的結(jié)果中可以