lighttools(光學建模工具)

lighttools是美國ORA公司自主開發(fā)的光學系統(tǒng)建模軟件，可有效的幫助用戶增進光學系統(tǒng)設(shè)計效率，具備系統(tǒng)建模、光機一體化設(shè)計、復雜光路設(shè)置、雜光分析及照明系統(tǒng)設(shè)計分析等強大功能。lighttools提供多種展現(xiàn)系統(tǒng)光機和人機交互的手段，用戶可直接在系統(tǒng)的二維、三維線框圖或三維實體模型圖上進行各種操作，包括元件或元件組的放置、移動、旋轉(zhuǎn)、復制和縮放等，且操作時即可用鼠標以實時觀察修改造成的效果，也可用鍵盤輸入準確的數(shù)據(jù)。 lighttools支持光機一體化設(shè)計，在這里用戶可通過軟件所提供的一組尺寸可變的基本實體模型做布爾運算，借此即使光學或機械部件的形狀再復制，也都可在程序中得到精確的展現(xiàn)和描繪，并可以光學精度進行光線追跡。新版不僅具有更加先進的設(shè)計和分析能力，且操作更為簡單易用，新增優(yōu)化模塊可讓用戶快速獲得最符合預定目標的設(shè)計，其采用蒙特卡羅模擬和光線扇/網(wǎng)格兩種優(yōu)化引擎，用戶可在修改模型時自主選擇。此外，lighttools的照明分析也更為的先進，更快的光線追跡可讓用戶在追蹤數(shù)百萬條光線只用幾分鐘即可完成操作，更甚者用戶可以控制模擬、修改分區(qū)數(shù)等接收器屬性，以及更改對稱性計算以影響模擬誤差估計。有需要的朋友歡迎下載體驗。

lighttools安裝說明

1、安裝順序。

即按照圖里的1234的順序先安裝完注冊表，驅(qū)動，和lighttools的程序 部分電腦在win10系統(tǒng)安裝這些程序后打開lighttools8.6可能會出現(xiàn)這些異常情況：
打開lighttools8.6后提示要導入許可證，即導入lt8_6.dat文件，導入后軟件自動重啟但還是提示要重新導入證書，如圖所示

這種情況是要進入bios關(guān)閉scure boot和對驅(qū)動重簽名來解決
（百度上搜索到的關(guān)強制驅(qū)動簽名的辦法是沒有用的）
先下載驅(qū)動重簽名軟件driver-signature-enforcement-overrider
解決辦法：
先檢查自身電腦設(shè)備是否有bitlocker加密，系統(tǒng)設(shè)置里搜索bitlocker，如果有會顯示設(shè)備解密的選項，有bitlocker加密設(shè)備進入測試模式的時候啟動電腦會要求輸入恢復秘鑰，請現(xiàn)在微軟里登錄賬號獲取自己設(shè)備bitlocker的恢復秘鑰，或者直接選擇設(shè)備解密（大概可能要半小時到2小時的時間），再進行下一步，沒有bitlocker加密的電腦設(shè)備可以無視這一步
然后重啟電腦，重啟時連按del進入bios界面，找到boot選項里的scure boot，選擇bisabled，即關(guān)閉scure boot，關(guān)閉后啟動電腦，有bitlocker的設(shè)備此時會要求輸入恢復秘鑰，沒有的會直接啟動電腦。
然后打開下載的driver-signature-enforcement-overrider軟件，打開后點nest，yes，然后選擇sign a System File

再輸入C:\Windows\System32\drivers\multikey.sys，點ok

右鍵開始菜單，并點擊windows powershell(管理員)，打開電腦終端（管理員），在powershell窗口中輸入 bcdedit /set testsigning on 然后回車，即開啟win11測試簽名模式，顯示“操作成功完成”
這一步如果沒關(guān)閉scure boot的話會提示該值受策略引導保護，請正確關(guān)閉scure boot后重新進行上述步驟。

之后再打開lighttools8.6軟件，導入lt8_6.dat許可證，可能還是會提示重新導入許可證，但只需再重啟一次電腦， 重啟后電腦桌面右下角會顯示處于測試模式的文字，這時候就可以正常運行l(wèi)ighttools8.6了

新功能

一、增進設(shè)計效率
1、Light Tools不僅具有先進的設(shè)計和分析能力，而且簡單易用，因此深受照明工程師的喜愛。Windows 標準圖形用戶界面有助于新用戶快速掌握 Light Tools 互動三維結(jié)構(gòu)的強大功能。您可以在 Light Tools 中剪切、粘貼原始數(shù)據(jù)、輸出圖形和三維幾何圖形，也可以將它們導入到另一個應用程序。LightTools 有三類導航窗口，用以幫助您準確了解您的模型中發(fā)生的一切：系統(tǒng)導航、窗口導航和首選項導航，所有這些窗口都能讓您輕松訪問重要數(shù)據(jù)。Light Tools 還整合了在線上下文相關(guān)幫助方面的最新技術(shù)。所有這些技術(shù)的結(jié)合，使得 Light Tools 成為最容易學習和使用的照明設(shè)計軟件之一
2、在Light Tools中，創(chuàng)建或?qū)霂缀螆D形是直截了當?shù)牟僮?；它對設(shè)計迭代和設(shè)計變更的支持，使設(shè)計效率得以大幅提高。LightTools提供了布爾操作和修剪操作，因此設(shè)計修改變得很容易，關(guān)于所創(chuàng)建幾何圖形的參數(shù)信息也得以保留?？梢噪S時編輯利用布爾操作創(chuàng)建的復雜物體。編輯模型時，表面和材料屬性也能得到保留，從而可以快速分析替代設(shè)計形式
3、Light Tools 的優(yōu)化模塊能夠讓您快速獲得最符合預定目標的設(shè)計。優(yōu)化引擎有兩種：蒙特卡羅模擬和光線扇/網(wǎng)格，您可以根據(jù)應用來選用。修改模型時，Point- and-Shoot 光線追跡會進行交互式更新，并隨著設(shè)計的進行或修改提供有關(guān)設(shè)計各方面的隱含關(guān)系的立即反饋。這對于深刻理解幾何圖形與穿過該幾何圖形的光線路徑之間的關(guān)系具有無比重要的價值
4、隨Light Tools提供的實用工具將費時乏味或重復性任務自動化，例如訪問Light Tools 關(guān)于光源、材料、目錄鏡頭和表面處理的龐大資源庫。有一系列實用工具是通過宏功能控制或訪問幾何圖形的子程序。用于光源、背光和反射鏡的高級實用工具常常能將新照明子系統(tǒng)的初始設(shè)計時間縮短為幾分鐘，而不需要幾天或幾周時間
5、Light Tools中的COM 接口允許將 Light Tools 的功能整合到其它啟用 COM的應用程序中，例如 Microsoft Excel、MATLAB和Mathematica。除原有的 CATIA 傳輸模塊外，Data Exchange （數(shù)據(jù)交換）模塊還支持通過 IGES、STEP 和 SAT 格式在Light Tools 與其它CAD應用程序之間進行直接雙向數(shù)據(jù)傳輸。Light Tools 主要是作為集成多應用設(shè)計環(huán)境的一部分而存在，用以改善不同工程專業(yè)小組之間的交流，增進企業(yè)的總體設(shè)計效率
二、高枕無憂的精確度和演算結(jié)果
1、Light Tools 照明設(shè)計軟件是一款具有專業(yè)光學功能和“光學精度”的三維實體建模工具。設(shè)計或加工機械零件時，精度達到 20 微米以內(nèi)可能就足夠了。但是，當通過光學系統(tǒng)追蹤光線路徑時，對表面形狀和交點的技術(shù)要求需要以光學精度（光波長的若干分之幾）計算。與機械和光學 CAD程序不同，Light Tools中的表面形狀是用參數(shù)公式來定義的（而不是細分近似），以對所有計算保持表面形狀、位置和交點的光學精度。這種光學精度確保了 Light Tools 模型能像真實系統(tǒng)一樣工作
2、有些照明設(shè)計軟件產(chǎn)品宣稱提供更快的光線追跡，但在Light Tools 中，追蹤數(shù)百萬條光線只用幾分鐘（而不是幾小時）是很平常的事。我們的開發(fā)團隊花費了數(shù)十人年的時間來改進和優(yōu)化復雜的光線追跡專利算法，使 Light Tools 能夠快速、精確地對原生和導入的幾何圖形進行光線追跡。此算法與使用先進蒙特卡羅技術(shù)的照明分析相結(jié)合，有助于隨時對所有系統(tǒng)的光效應進行精確模擬
3、Light Tools 的照明分析非常先進，能告訴你何時追蹤到了足以滿足設(shè)計精度要求的光線。您可以控制模擬，修改分區(qū)數(shù)等接收器屬性，以及更改對稱性計算以影響模擬誤差估計。在對微光刻系統(tǒng)等高精度應用的蒙特卡羅模擬過程中，可以追蹤數(shù)百萬條光線。您可以將誤差估計報告中的數(shù)據(jù)復制、粘貼到其它應用程序進行后處理，或者合并到其它報告中
4.Light Tools支持雙向散射分布函數(shù)(BSDF)，該函數(shù)是公認最精確的散射模擬方法，并且是太空望遠鏡等精密應用使用的標準方法。Light Tools還帶有參數(shù)研究實用工具，用來確定制造工藝可接受的公差范圍，以使實際制造部件滿足產(chǎn)品規(guī)格要求。根據(jù)系統(tǒng)配置不同，您可以控制光線追跡以獲得更精確、更有意義的結(jié)果。例如，Light Tools 支持表面交點處的概率性光線追跡、散射表面上的重要性取樣和用戶定義的光源瞄準區(qū)域
三、支持復雜幾何圖形
1、照明子系統(tǒng)的設(shè)計難點不僅包括通過系統(tǒng)取得光線，還包括為系統(tǒng)的形狀怪異的光學組件或幾何上復雜的固定部分建模。Light Tools 這一靈活的三維實體建模設(shè)計工具能夠很好地解決這些難題。
2、Light Tools 的基本三維實體模型包括球體、橢圓體、超環(huán)球體、方塊、圓柱體（包括錐體）、擠出體和旋轉(zhuǎn)掃掠折線，可以編輯這些基本模型的參數(shù)，并可以任何尺寸、在任何位置、以任何角度插入這些基本模型。以前利用布爾操作創(chuàng)建的復雜物體可以隨時編輯，甚至在這些物體完成后仍可以編輯。利用布爾操作的邏輯相加、相交和相減，可以將每個實體與任何其它實體（原生的或?qū)氲模┖喜?。這樣就能創(chuàng)建復雜的、像加工出來一樣的模型，例如分段反射鏡和多面光管。請注意，復雜元件可以是光學、機械或結(jié)構(gòu)部件。
3、CAD幾何圖形定義的常常是現(xiàn)有的光學系統(tǒng)包絡結(jié)構(gòu)。除了允許導入 CAD 幾何圖形之外，Light Tools 的修補功能還會以互動方式自動幫助您實現(xiàn)更完整、更精確的幾何圖形，以在CAD應用程序之間共享。另外，如果您的 CAD 建模包是基于表面的而非基于實體的，那么 Light Tools 可以將導入的表面自動合并為實體，從而為在 Light Tools 中操控此幾何圖形提供更大的靈活性。
4、利用 Light Tools，無論是二維紋理（例如點畫）還是三維紋理（各種形狀的隆起部分），均可以應用于任何平面表面。這一能力不僅有助于快速創(chuàng)建復雜的表面，而且有助于有效地模擬這些表面對光傳播的影響
四、強大的設(shè)計和分析能力
1、Light Tools有許多專門針對照明光學系統(tǒng)設(shè)計的獨特功能。事實上，可以說它是當今唯一可用的一款照明設(shè)計程序。下面列舉Light Tools的一些設(shè)計能力：
◆優(yōu)化：使符合規(guī)定設(shè)計準則的系統(tǒng)更快收斂。
◆Point-and-shoot 互動光線追跡：在設(shè)計過程中給出關(guān)于系統(tǒng)性能的直觀、實時可視化反饋。
◆編程擴展：運用 Visual Basic進行編程擴展以及通過COM 與其它應用程序互動，以簡化設(shè)計過程，并能將LightTools 無縫集成到設(shè)計與制造過程中。
◆向應用的實用工具：可以產(chǎn)生各種各樣的背光、反射鏡和光源，以減少設(shè)計時間，提高設(shè)計效率。
◆面向任務的實用工具：用于搜索附送的庫資源，以及應用實用工具產(chǎn)生的表面屬性、光譜數(shù)據(jù)或角度分布。其它實用工具可以使重復任務自動化，例如對制造前的公差設(shè)計參數(shù)進行研究等。
◆參數(shù)編輯：可以編輯布爾幾何圖形的參數(shù)，以此來達到操控幾何圖形的目的，而無需一切從新開始設(shè)計，從而為設(shè)計過程提供更大的自由度。
2、軟件程序能夠分析通過光學子系統(tǒng)的照明功率和分布并無稀奇之處，但 Light Tools 具有其它產(chǎn)品所不具備的分析能力，其中包括：
◆數(shù)據(jù)圖過濾器：根據(jù)許多不同的準則將結(jié)果歸類，而不必重新模擬
◆互動式重新分區(qū)：模擬過程中可隨時對照度數(shù)據(jù)、接收器大小與位置的分區(qū)進行重分配
◆動態(tài)轉(zhuǎn)動照度計角度：以便在任何視角實時了解所制造系統(tǒng)的性能
◆Sobol（低偏差）隨機數(shù)產(chǎn)生：使模擬結(jié)果更快收斂
◆RGB 真彩輸出
◆完全集成的繪圖包：允許繪制任何視場中的任何數(shù)據(jù)圖

功能特色

1、系統(tǒng)建模
提供多種展現(xiàn)系統(tǒng)光機模型的方式和人機交互的手段。使用者可直接在系統(tǒng)的二維、三維線框圖或三維實體模型圖上進行各種操作。方便易用的圖形交互式建模和修改功能包括元件或元件組的放置、移動、旋轉(zhuǎn)、復制和縮放。操作時既可用鼠標以實時觀察修改造成的效果，也可用鍵盤以輸入準確的數(shù)據(jù)。透鏡、反射鏡和棱鏡等光學元件及各種機械件可以極快地以圖形方式“畫入”系統(tǒng)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以用表格和元件詳情對話框的形式列出和修改。所有上述各種輸入方式同時并存，可交替使用。
2、光機一體化設(shè)計
光學和機械元件的形狀的描述是通過對軟件提供的一組尺寸可變的基本實體模型做布爾運算（與、或、異等等）實現(xiàn)的。這些光學或機械部件的形狀雖然可能非常復雜，但均可以在軟件中得到精確的展現(xiàn)和描繪，并以光學精度進行光線追跡。遮光罩、鏡筒和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計均將大大得益于這種光機一體的考慮方法和非順序光線追跡提供的大量信息
3、復雜光路設(shè)置
在光學設(shè)計中，Light Tools 可以和 ORA 公司研制的 CODE V 軟件配合使用。特別是在多光路或折迭光路系統(tǒng)、帶有棱鏡或復雜曲面的系統(tǒng)的光路設(shè)置和視覺建模型驗證中，Light Tools 將發(fā)揮重要作用。有了 Light Tools，設(shè)計人員完全可以摒棄過去為了簡化問題而采用的一些傳統(tǒng)技巧，如符號規(guī)則、用多通道定義模擬變焦功能、把反射鏡和棱鏡展開成平板、略去非光學面和機械結(jié)構(gòu)的影響、人為簡化光瞳形狀，等等
4、雜光分析
非順序面光線追跡功能可以直觀地描述在系統(tǒng)中任意表面上或介質(zhì)中發(fā)生的任何光學現(xiàn)象，如折射、反射、全反射、散射、多級衍射、振幅分割、光能損耗、材料吸收等，并根據(jù)需要自動實時衍生出多路光路分支。雜光分析、光能計算、鬼像預測等從此變得輕而易舉、一目了然。設(shè)計中可能存在的各種潛在問題將被及時發(fā)現(xiàn)和預防
5、照明系統(tǒng)設(shè)計分析
Light Tools 中可以精確地定義各種實際光源（如發(fā)光二極管、白熾燈、弧光燈、鹵素燈等）的形狀和發(fā)光特性，利用其照明模塊 (Illumination Module) 可實現(xiàn)蒙特卡洛法 (Monte Carlo) 光線追跡，以便確定某個（或某幾個）指定表面上的光照度、強度或亮度。對比實驗表明，計算結(jié)果與實際光度測量結(jié)果精確吻合。對非人眼接收的照明系統(tǒng)，可以把結(jié)果轉(zhuǎn)換成輻射度單位。計算結(jié)果的輸出形式可以是二維線圖、等高線圖、灰度圖、偽彩色圖或三維分布圖。利用 Light Tools 已成功地設(shè)計了多種照明系統(tǒng)，包括投影系統(tǒng)、平板顯示器、儀表盤照明、內(nèi)窺鏡照明、報警燈、汽車前燈、車廂內(nèi)部照明、指示牌照明等等，從而結(jié)束了照明光學系統(tǒng)沒有可靠的計算機輔助設(shè)計工具的歷史。