一、軟件介紹

  TracePro這照明燈具設計仿真軟件來自美國LAMBDA RESEARCH CORPORATION.是一套功能強大、準確可靠、界面友善、易學易用的光機設計仿真軟件,專門作為照明設計或是光學機構設計之用。TracePro可以進行光學成像分析、輻照度分析及人眼視覺成像分析等，幾乎涵蓋所有光線追跡上的問題。

  TracePro擁有完整成熟的操作界面，其直覺友善的設計架構，可以非常快速地讓使用者熟悉軟件的操作環境。TracePro使用ASIC實體繪圖引擎作為其CAD的運算核心，能輕易地新建或匯入光學模擬所需的固體模型。目前主流的CAD軟件均有支持ACIS規格(SAT格式)，故其幾何轉檔上的兼容性*。TracePro亦可支持IGES、STEP的幾何文件格式，亦可匯入鏡頭設計文件(如OSLO、CodeV、ZEMAX、ACCOSV及Sigma)做后續光線追跡之用。

  TracePro研發的RepTile功能，可方便地建構重復性的光學零件，特別像是LCD的背光模塊導光板上的網點結構設計，可以大幅降低建模時間，加速產品的研發、生產時程。

  TracePro的光線追跡的運算核心屬于非序列性描光，除了可以自建光源與幾何物體的材料屬性外，亦可使用內建的光源及材料數據庫來執行光學材料的設定。

  二、TracePro應用范疇：

  TracePro可以同時或個別考慮反射、折射、吸收、雙向散射(BSDF)、體散射(bulk scatter)、漸變折射(gradient index)、光學薄膜(thin film stack)、熒光粉(Fluorescence)及偏振膜(polarization)等光學材料行為。搭配Monte Carlo的統計采樣計算方法，其光線追跡的結果十分可靠，能夠準確地預測光學行為。

  在分析結果后處理的部分，TracePro 提供Irradiance/Illuminance Map、Candela Plot、Polarization Map與Incident RayTables等方式可以進行后處理的可視化輸出，并可以匯出該結果作為儲存或數據交換之用，有助于企業累積其產品知識。

  TracePro是一套與工業設計軟件可以快速而輕易接軌的光學分析軟件，能顯著提升企業對產品研發創新的能力;而其準確可靠的分析能力，使其在與中國臺灣的*都非常的杰出，并被各項產業廣泛地使用，其實際相關的應用范疇包括:

  (1)顯示器產業:

  1、可進行背光模塊內網點設計與排布，并結合優化模塊對網點分布進行優化。

  2、可仿真背光模塊內偏振光的行為，可考慮膜層的入射角、波長與溫度等。

  3、可進行增透膜的光場分析。

  4、可同時分析不同光波長的環境，得到 CIE/色彩結果。

  5、可分析雙折射效應，包括分光到一般向量或特定向量。

  (2)LED光源照明產業:

  1、可進行二次光學的設計驗證與分析模擬。

  2、可進行熒光粉激光效應的模擬。

  3、可模擬 LED 多重光源的混光結果。

  4、可仿真 LED 的照明系統。

  (3)傳統光源照明產業:

  1、超過 200 個以上的工業標準燈泡庫、包含 Philips 與 Osram 等品牌。

  2、可將實驗測量的光源，定義為檔案光源，或由 Radiant imaging 燈泡庫內輸入。

  3、可分析傳統照明的場角分布或輻照度分布。

  (4)汽車產業:

  1、可執行多重反射面分析，可用于車燈反射罩的設計。

  2、具有龐大的光源庫與燈泡庫，包含 HID、LED、熒光燈與白熾燈等可供使用，也可自行定義光源。

  3、車內抬頭顯示器( HUDs )的分析應用，如模擬鬼影和炫光。

  (5)成像系統:

  1、使用非序列性描光方式精確計算透鏡系統的雜散光行為，并可仿真對象表面的入射、吸收與能量損失。

  2、可仿真多層鍍膜的光學性質。

  3、可匯入主流光學透鏡分析軟件(如 OSLO、Code V ) 的透鏡設計文件。

  4、使用重點取樣或自動重點取樣功能來過濾散射傳播路徑，來增加天文望遠鏡或系統中光線到達感光器的樣本數。

  (6)生物醫學產業:

  1、可定義相位函數，仿真光線在人體組織中的影響。

  2、可使用人體組織數據庫，可方便地建立人體組織之模型。

  3、可分析體散射效應，并可使用體通量觀測器來監看能量于組織內的傳遞過程。

  (7)航空國防產業:

  1、可監看分析中每一條光線的傳播路徑，及光學表面上的偏振狀態、光通量、入射位置、分量及光路。

  2、可建立非等向性的表面材料參數，例如入射方向、散射方向、波長及溫度等參數。

  3、可模擬黑體或灰體的輻射光源。

  (8)消費性電子產業:

  1、TracePro接受SAT、STEP 與IGES幾何文件格式，可由主流 CAD 軟件匯入設計模型。

  2、設計初期便可藉由TracePro精確評估光學效果，避免或減少制作產品原型的成本支出。

  3、完整的光頻分析功能，并可以用人眼主觀感受的方式描繪出光學分析結果。

  4、完整的光源定義方式，包含格點光源、表面光源、黑體輻射及檔案光源。

  三、TracePro版本介紹

  (1)LC版本:

  1、可用于基礎照明與導光的分析。

  2、無優化功能及macro等功能。

  (2)Standard版本:

  1、可自由定義模型對象與光源對象的外型，

  2、可以考慮反射 、透射、漸變折射、雙向散射、體散射、 光學薄膜及偏振材料等光學特性。

  3、可完整定義光源特性 ，包含格點光源、表面光源、 黑體輻射及檔案光源。

  4、可使用重點采樣(importance sampling)技術對隨機光線標定出有效的光線。

  5、使用Irradiance/Illuminance Map、Candela Plot、Polarization Map、Incident Ray Tables方式進行后續處理的可視化輸出。

  6、具有客制化能力，可利用scheme或VB語言來執行宏指令(Macro)。

  (3)Expert版本:

  1、擁有所有 Standard 的功能。

  2、RepTile與texture Optimize 功能，應用于具有龐大數量的重復性微結構建模，非常適合應用于 LCD 背光板的模擬分析。

  3、可求算熒光粉的激發模擬

  4、可考慮雙折射參數與非對稱的散射材料參數。

  四、TracePro Bridge for SolidWorks:

  將TracePro嵌入SolidWorks的使用環境，建模及光學材質的操作與定義全在SolidWorks中完成。可更有效率的執行光學—機構設計流程。

  通過軟件設計和仿真功能，可以:

  (1)得到燈具的出光角度：

  只需有燈具的 3D模塊便可通過軟件仿真功能預判燈具出光角度，以此判斷燈具是否達到設計目標。

  (2)得到燈具出光光斑圖和照度圖：

  可以模擬燈具打在不同距離得到的光斑、照度圖分布情況,以此判斷燈具出光性能。

  (3)燈具修改建議功能：

  如果通過軟件判斷初步設計燈具性能不符合要求，TracePro 光線可視圖可以看到形成配光圖每段曲線是由罩那段曲線形成，以提供修改建議。

  (4)準配光圖和 IES 文件：

  可導出標準配光圖和IES 文件，用于照明工程設計。