近十年來(lái)，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為光學(xué)設(shè)計(jì)的主要工具。典型的工作包括完成光線追跡（ray tracing）、分析和系統(tǒng)描繪所繪制圖形等的數(shù)值計(jì)算。當(dāng)機(jī)器隨著每個(gè)新時(shí)代的來(lái)臨而變得愈來(lái)愈快時(shí)，對(duì)于特殊設(shè)計(jì)工作的時(shí)間需求將大大地減少，且允許多任務(wù)操作，但卻很少有明顯的延遲產(chǎn)生。這讓設(shè)計(jì)者可以修改一個(gè)系統(tǒng)，然后以單一操作即可直接看到圖形描繪的結(jié)果。各類視覺(jué)的設(shè)計(jì)方法將在此提出討論，諸如系統(tǒng)繪圖、關(guān)于實(shí)時(shí)（real time）產(chǎn)生的特性圖（plots）和允許光學(xué)設(shè)計(jì)者根據(jù)圖片來(lái)完成設(shè)計(jì)等。舉出三個(gè)范例：1.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的顯微鏡物鏡（microscope objective）的教育個(gè)別指導(dǎo)（tutorial）；2.由三個(gè)非球面反射鏡所組成的未摭檔反射式望遠(yuǎn)鏡（telescope）；3.有易進(jìn)入瞳（accessible pupil）的修改式Offner轉(zhuǎn)送 yCav;ZS_  
RL/y7M1j  
I. 簡(jiǎn)介（Introduction）

　在一個(gè)練習(xí)中，學(xué)生開(kāi)始著手于顯示在圖1.中的系統(tǒng)，然后藉由改變第一個(gè)雙合透鏡中第一個(gè)表面的曲率來(lái)完成必須找到的最佳系統(tǒng)（即，從上面移四個(gè)滑動(dòng)裝置）。假如有幫助的，然后加上失焦（defocus）。在每一個(gè)滑動(dòng)裝置值的改變之后，系統(tǒng)描繪和橫向光線誤差圖將會(huì)更新，實(shí)時(shí)的顯示給使用者，什么樣的改變影響系統(tǒng)的效能。圖2.是這個(gè)練習(xí)的靜態(tài)描述，顯示四個(gè)橫向光線誤差圖：前三個(gè)為每一個(gè)曲率的改變之后，而第四個(gè)為加入一些失焦。注意，在繪圖3.和繪圖4.中有較小的刻度。 \t&!
&R#  
　　上面所述的，這個(gè)教學(xué)工具的一個(gè)重大的優(yōu)點(diǎn)就是學(xué)生不需要熟悉透鏡設(shè)計(jì)程序和要求輸入一個(gè)透鏡且產(chǎn)生圖的所有指令。所有需要的是開(kāi)始著手于程序和宏程序的教學(xué)，然后是如何操作滑動(dòng)裝置。藉由描述光學(xué)系統(tǒng)的效能如何在一個(gè)動(dòng)態(tài)的、相互作用的環(huán)境中改變，因此重點(diǎn)放在揭示透鏡設(shè)計(jì)的觀念上。注意，移動(dòng)圖片的額外尺寸強(qiáng)調(diào)這些改變傾向于比做一個(gè)個(gè)別繪圖的滑動(dòng)顯示還要容易，例如，在靜態(tài)期刊論文中的那些描述在此。雖然僅一個(gè)單一參數(shù)的圖形優(yōu)化顯示這里，許多其它透鏡設(shè)計(jì)和幾何光學(xué)觀念可以教育工具來(lái)教導(dǎo)，例如上述的例子。最后，學(xué)生的回答是非常正確的。 G3io!XM)D  
WoN},oT[i  
圖2.　 顯微鏡物鏡的計(jì)算機(jī)圖形優(yōu)化。軸上子午光線的光線誤差圖顯示第一個(gè)雙合透鏡的曲率改變。水平軸為正規(guī)化瞳（pupil）坐標(biāo)，而垂直軸為以mm為測(cè)量單位的光線誤差。在每一個(gè)圖中包括三個(gè)波長(zhǎng)（紅、綠，和藍(lán)）。在繪圖4.中，加入失焦（defocus）。 ~`FRU/@r  
5L[imO