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光行天下 -> TracePro -> 在Irradiance Maps和Candela Plots中如何设定map count及smoothing setting呢？ [点此返回论坛查看本帖完整版本]

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wang0224

2008-04-09 09:27

在Irradiance Maps和Candela Plots中如何设定map count及smoothing setting呢？

其实，对于map count及smoothing设定并没有任何标准解答。最佳设定要看解决哪一种问题，另外还需要工程（技术）人员的判断。他只是一个让您可以的到正确结果的工具，让您在使用上更有弹性而已。以下提供一些指导及例子来做说明。

首先，说明一下分析图形的计算原理，以及count值的关系。当光线自光源射出，传入光学系统中并到达Exit surface或是您所选择的任意观察面上（分析模式），每一道光线的Flux都会被计算。Map count值决定在这个面上有多少bins或是pixels。bin一定是方形的，尺寸会根据观察面的大小来决定。您会发现count值越高，到达每个bin的光线就越少。若在给定的bin尺寸中（bin size=(map size)/(map count)，map size为观察面大小）模拟光线数较少时，map count数一旦改变最高亮度值及光线分布就会明显改变。当使用smoothing，整个Map就会将bin数组中的Flux值以高斯形式做均匀化处理。而高斯方程式的腰身（waist）等于bin size。

最佳的map count数及bin size设定全看您所要仿真的模型状况。某些状况下如何设定是很明显的。例如，仿真一个数字成像系统而您希望能预测成像状况，这时map count值就要设定成，让bin size跟成像面（如CCD，CMOS）的pixel size一样大。这时您就必须模拟足够多的光线使的结果较为均匀，换言之，就是让蒙地卡罗噪声（Monde Carlo noise）降低到符合需求。蒙地卡罗描光计算下总是会有噪声，这个噪声跟1/N1/2成比例，N为光线数。

仿真照明系统时，您必须将map count设定成符合于量测的接收器的尺寸。无疑地这种状况map count值会很高。若您预期光斑会依不同位置（或是角度在Candela Plot下）而快速变化，而您希望模拟这个效果，这时就要将map count维持较高的值。您也应该要考虑到光分布的变化实际上有多快。这对您的判断是非常重要的，因为bin size决定了需要多少模拟光线而不会产生噪声。若您熟悉信息理论（Information theory），若光分布是band-limit，您只要做跟采样定理（Sampling theorem）规定一样细微的采样，或是1/2f（f为band-limit频率）这样的bin size就行。根据预测最佳的bin size就在量测接收器的尺寸跟数据的间隔之间（spacing of data points）。要决定最佳bin size是需要经过多次试验跟错误的。

一旦您决定了最佳bin size，就必须计算足够多的光线以得到低噪声的结果（光分布）。前面提过噪声跟1/N1/2成比例而每个bin中的光线数量又跟1/M成比例，M为bin数。因为M=m2，m就是map count，所以要计算的光线数，在一个给定的噪声水平下，就跟m2成比例。你应该知道每个bin要搜集许多光线才能得到低噪声的结果，因此在不违背采样理论下尽可能让map count值低是非常重要的。例如，我们希望得到50 ray/bin在map count＝562时，必须要在Exit surface上搜集到约16,000,000条光线。这可以说是不切实际的状况。宁可选择较小的map count数，例如200，这时只需要约2,000,000条光线就行了。甚至，对您仿真的模型来说，这样的光线数还是稍微多了些。

如何知道是否模拟了足够多的光线让噪声降到最低？还是那句老话，这要根据您自己的判断。开启smoothing功能可以让整个分析图更均匀化，但是也可能造成误判。唯一的方是就是多模拟些光线，若分析图的改变不是那么明显时，就代表光线数够多了。

最后，要注意illuminance maps跟candela plots有一点差别。在illuminance maps下未开启smoothing时，你可以任意设定map count值。开启smoothing时，若map count值高于Resolution数，则在计算前将会被降低为2倍resolution数。而在Candela plots下，若smoothing数（类似map count）高于128时将会被设为128来做计算。在candela distribution plots下，这个数则被局限在最大为512，也就是对一个圆来说，每个最小的bin size为360。/512=0.7。。

单车之爱	2008-09-03 22:00
楼主讲的比较深奥，呵呵，刚入门，还看不懂呢

lightgirl

2008-09-04 13:24

给个英文的。
Map Count
The count determines the resolution of the display on the irradiance map. The
count value is the number of pixels in the irradiance map in both the horizontal
and vertical directions. TracePro displays a square irradiance map and square
pixels. Thus, while the width and height of the pixels are the same on the screen,
their actual displacements may be different dependent on the range of values
plotted in the two orthogonal directions. When Smoothing is enabled the map
count is used to control the degree of smoothing applied to the data.

matt_tseng	2008-09-29 13:42
看完了解釋，還是不太了解。 0VOj,)K= 再請問一下： $G_,$U! 當設定Candela plots下的smoothing數時，不同的設定會有不同的candela polt出現， Gl+Ql?\| 如何設定才是否理的？謝謝！

单车之爱	2008-11-30 21:33
之前也为这个问题困扰挺久，看了LZ的贴，明白一些了，

asm

2008-12-01 00:22

引用第3楼matt_tseng于2008-09-29 13:42发表的 : \;b)qB
看完了解釋，還是不太了解。 ]Gm$0uS
再請問一下： TvEN0RV2
當設定Candela plots下的smoothing數時，不同的設定會有不同的candela polt出現， m _0D^e7#
如何設定才是否理的？謝謝！

其实不是不同，只是你感觉不同

smoothing 数指的是积分的宽度，比如设定smoothing 90，就是说把收集到的光线做角度统计，分为90个steps分别计数，然后plot出来

如果你的光线不够，而smoothing数字又很大，每个step中的光线n就会比较少，曲线会有很多的噪音，噪音级别正比于n^-1/2。如果你想减小噪音而减小smoothing数，又会损失很多细节。

这样的结果表现为不同的smoothing数有不同形状的candela plot形状，解决方法只能是根据你的需要，适当增加有效光线数，降低噪音级别，这样才能拿到稳定准确的angular distribution。

neoneongj	2008-12-13 10:34
讲解得很深刻,下来后多练习

kersir	2009-06-19 08:44
讲解得很深刻,练习了

qdmagi	2009-06-19 14:31
感觉好深刻，对于菜鸟级别的新手来说，太深奥了！

vlina	2009-06-19 16:20
我已經將所有TracePro所提供的範例做完，但覺得唯有多實際操作才能體會，希望有一天也能發表有水準的帖子

ppxy1023	2009-11-23 10:20
楼主讲的太专业了，支持啊！

操大刚	2009-12-30 11:37

cxydjm1121	2010-04-20 09:07
我至今没能领会其中的奥秘啊

superled	2010-04-22 09:27
还在研究中

zesion	2010-07-05 11:58
这些概念在lighttools和zemax都可以用到！ <syMrXk)R( up!

weibiaoyzh	2010-12-09 20:06
深奥，要多读几遍！

lewiscom	2011-01-04 15:57
新手路过

jurmy	2011-02-05 20:45
:)0000000

xzhta	2011-02-11 10:26
不错，学习学习

wxcnuaa	2011-02-22 15:19
不是很明白啊。

luoxiaoxia	2011-03-25 19:40
学习啦~~

kine84	2011-10-08 14:33
谢谢楼主

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