Прямая и обратная задачи в расчетах светооптических систем световых приборов - компьютерная реализация

• Автор: Кущ, Олег Константинович
• Шифр специальности: 05.09.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 242 с.

Содержание
Введение
Глава 1. Расчет светораспределения светооптических систем
СП в приближении точечного источника света (ТИС)
1.1. Трассировка лучей в оптической системе
1.2. Расчет светораспределения от зеркального отражателя
с ТИС
1.3. Программирование прямой задачи с ТИС
Выводы
Глава 2. Решение обратной задачи для СС с ТИС и ее программная реализация
2.1 Дифференциальные уравнения профильной кривой отражателя
2.2. Методы численного решения уравнений
2.3 .Программная реализация расчета СС с ТИС
2.4. Описание пакета программ SHAPE
2.5. Примеры применения программы SHAPE
Выводы
Глава 3. Расчет светораспределения СС с протяженными ИС..103-142.
3.1 .Функционалы светораспределения
3.2. Алгоритм «обратного луча»
3.3 Метод обратного луча в аналитической интерпретации.. 107-122.
3.4. Метод обратного луча - компьютерная реализация 122-125.
3.5.Моделирование угловых аберраций и рассеяния
3.6.Предсказание поля в дальней зоне по измеренному телу яркости в ближней зоне
3.7. Область применения лучевых формул, или концепции точечного ИС (системный подход)
3.8. Приложение
3.9. Контроль точности решений
Выводы
Глава 4. Синтез формы зеркальной поверхности СС с протяженными ИС
4.1. Построение отражателя по заданному светораспределению
с помощью кривых 2-го порядка
4.2. Дифференциальные уравнения зеркальной поверхности.153-175.
4.3.Программная реализация прямого и обратного расчетов..176-187. Выводы
Глава 5. Ламбертовская модель источников света в задачах оптического расчета световых приборов
5.1. Прямая задача
5.2. Обратная задача
5.3. Вычисление светового вектора и освещенности
5.4. Равномерно излучающий диск
5.5. Равномерно излучающая тонкая трубка(нить)
5.6.Программировани е
Выводы
Глава 6. Восстановление индикатрисы излучения ИС по заданной КСС
6.1. Прямая задача
6.2. Обратная задача
6.3. Программирование и расчетные примеры
Выводы
Основные результаты и выводы
Литература
Приложение

Отметим, что трассировка может производиться также в обратном ходе лучей - от приемника к источнику.
Обратная задача
В этом случае считаем заданной точку на РП - г0 и требуется найти на
поверхности такую точку г, чтобы после отражения луч г0 г попал в точку источника в [69].
Таким образом, речь идет о восстановлении нормали к поверхности, если заданы положение источника света и точки приема луча, отраженного от этой поверхности. Очевидно, эта задача сложнее, чем задача 1-го типа.
Истинная траектория, как известно, отвечает экстремуму оптического пути 8(г)= г0г + г8. Если задать на поверхности параметры и,у, то задача решается соответствующей программой минимизации функции 2-х переменных. Для т поверхностей поиск минимума производится ,очевидно, в 2т -мерном пространстве. Для ее решения употребляются различные методы поиска локального минимума (прямые, градиентные, квазиньютоновские [64,70]).
В некоторых случаях решение задачи можно свести к решению системы уравнений. В общем случае параметрическое задание поверхности есть
р = р (и, у) = [х(и, у) у (и, у) г(и, V)]'
и,у е Б, Б- некоторая область . Направление нормали задается единичным вектором
п =г„ х гу /]ги х гу|