概述

這篇文章介紹了：

1.什么是用戶自定義表面 (User-Defined Surfaces)

2.如何使用Microsoft Visual Studio 2017 (VS2017) 編寫用戶自定義表面

3.如何使用其他編譯器

您可以前往以下鏈接查看并下載VS2017

https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/vs/community/

用戶自定義表面

表面用來定義不同光學(xué)介質(zhì)之間的界面。表面可以定義為透射、反射或是衍射的。OpticStudio 18.9版本支持78種表面類型，其中包括非常通用的表面類型，例如多項(xiàng)式表面 (Polynomial surface) 和雙錐Zernike (Biconic Zernikes) 表面等。

但有些時(shí)候，用戶會需要滿足特定要求的表面類型，這也是用戶自定義表面類型發(fā)揮作用的時(shí)候。您可以隨時(shí)將您對新表面的需求發(fā)送給support@zemax.com，但OpticStudio也為您提供了自己實(shí)現(xiàn)新表面設(shè)置的途徑。

用戶自定義表面是一個編譯好的函數(shù)（嚴(yán)格意義上是Windows的DLL），它可以根據(jù)您的需要實(shí)現(xiàn)任意表面形狀、相位、透過率函數(shù)、梯度折射率或這幾種類型的組合。在定義用戶自定義表面時(shí)，您可以自行輸入表面參數(shù)，或根據(jù)已有的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行定義。

本文以O(shè)pticStudio中自帶的示例文件為基礎(chǔ)，介紹了編譯用戶自定義表面的基本步驟。本文不涉及構(gòu)建特定表面的方法，這將在其他文章中介紹。

如果您已經(jīng)擁有基礎(chǔ)的編程經(jīng)驗(yàn)并且對想要構(gòu)建的表面已經(jīng)有了清晰的數(shù)學(xué)描述規(guī)范，那么定義用戶自定義表面是非常容易的。通過示例文件，本文將帶您快速了解如何定義用戶自定義表面，但是確定所需要的數(shù)學(xué)函數(shù)往往是最難的部分。

我們要做的第一步就是確定表面的定義規(guī)范。首先，在OpticStudio已經(jīng)提供的表面中尋找一個最貼近您需求的表面，閱讀用戶手冊中關(guān)于該表面的描述。然后以該描述為基礎(chǔ)，寫出一份符合您需求的定義規(guī)范。用文本描述的方式對您要定義的表面進(jìn)行描述，給出所需的表面矢高表達(dá)式及相位表達(dá)式等，給出透鏡數(shù)據(jù)編輯器中額外參數(shù)的用途。最后，我們要確定初次調(diào)用該表面時(shí)額外參數(shù)的初始值。例如，當(dāng)您第一次在透鏡數(shù)據(jù)編輯器中插入一個標(biāo)準(zhǔn)面 (Standard surface) 時(shí)，曲率半徑的初始值為無窮大，厚度的初始值為零，圓錐系數(shù)的初始值為零。您需要確定什么初始參數(shù)是最“安全”的。

回到手冊中查看關(guān)于用戶自定義表面的描述。您將看到我們提供的多個示例。找到和您的需求最貼近的示例文件，并將其作為構(gòu)建用戶自定義表面的起點(diǎn)。在示例文件的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改的好處在于，您不需要編寫所有的代碼來使文件與OpticStudio進(jìn)行通信，我們在示例文件中已經(jīng)替您完成了這部分工作。您只需要專注于編寫表面即可。

當(dāng)您在示例文件中找到了和您的需求最貼近的示例文件時(shí)，將源文件（擴(kuò)展名為xxx.c的文件）復(fù)制并重命名。在本文中，我們將使用示例中的us_arrayeven.c文件進(jìn)行演示，該文件位于Zemax根目錄/DLL/Surfaces文件夾中。該文件定義了一個矩形的非球面陣列表面。我們將把這一文件重命名為myarray.c。

使用VS2017編譯表面

首先啟動Microsoft Visual Studio 2017，點(diǎn)擊文件 (File) - 新建 (New) – 項(xiàng)目 (Project)新建一個項(xiàng)目，在Visual C++中建立一個空項(xiàng)目 (Empty Project)。將項(xiàng)目命名為My_asphere并保存在任意路徑下，點(diǎn)擊確定生成一個空項(xiàng)目：