充分利用混合光线追迹.pptx

充分利用混合光线追迹技术 概述 • LightTools 提供三种类型的蒙特卡罗模拟 – 正向模拟 – 反向模拟 – 混合模拟 • 根据模型的几何形状和所需的分析，这些模拟类型中的每一种 都各有优点和缺点 – 所有分析网格(照度、强度、以及空间和角亮度)均可用于全部三种模拟类型 • 选择哪种模拟类型取决于哪种模拟类型将为你提供最佳的性能 – 无论你选择哪种类型，仿真结果都应该是相同的 • 在本次探讨中，我们将讨论混合模拟，何时使用混合模拟，以及如何充分利用混合模拟 © 2019 Synopsys, Inc. 2 充分利用混合光线追迹技术 LightTools® 正向模拟 • 该种模拟方法从光源到接收器 “正向” 追迹光线 • 照明分析问题的全局解 © 2019 Synopsys, Inc. 3 充分利用混合光线追迹技术 LightTools® 反向模拟 • 反向模拟 –通过从接收器到光源进行的“反向”追迹来算出位于某个单独的点/网 格的结果 –局部照明解 – 仅在你要求的地方得出答案 © 2019 Synopsys, Inc. 4 充分利用混合光线追迹技术 LightTools® 混合模拟 散射表面 光源 • 混合模拟使用正向和反向光线组合的方式来进行光 收集面积 传播 • 从模型中的光源开始对正向光线进行追迹 – 在正向光线追迹的过程中收集散射表面上的数据 – 那些碰巧击中了某个接收器的正向光线不会算在该接收 器的网格上 正向光线 • 在正向光线追迹及数据收集完成之后, 反向光线追迹 开始运行 – 击中散射面的反向光线是从正向光线追迹过程中收集的 散射数据中提取出来的，并将其贡献为接收器数据 反向光线 – 直接击中某个光源的光线也被算进常规的反向模拟中 接收器 © 2019 Synopsys, Inc. 5 充分利用混合光线追迹技术 LightTools® 何时使用混合模拟 • 与使用反向模拟一样，使用混合模拟的唯一原因是获得光线追 迹效率 正向: 48 min – 使用混合光线追迹与额外的分析无关 – 效率增益可以从几倍到500倍不等，具体取决于模型的配置 – 结果应与反向或正向模拟的结果相同 • 适合混合光线追踪的较佳的候选模型应具有: – 多个表面的光学属性具有宽的散射轮廓 – 模型中的光源很小 (从散射表面上看去) 反向: 35 min – 具有点光源或准直光源的模型，这些模型不具有从接收器看过去 的视线(直接或通过反射或折射表面也不具有) 混合: 1 min © 2019 Synopsys, Inc. 6 充分利用混合光线追迹技术 LightTools® 建立一个混合模拟 • 可以使用 混合网格管理器 – 在形式和功能上与 反向网格管理器 非常相似 • 要开启它, 在菜单栏选择 分析 混合网格管 理器 (分析类型) • 选择接收器之后, 点击 添加 (分析类型) 网格 向接收器添加一个混合网格 • 所有相关的控制也可以在接收器的 混合模拟 层级下找到 © 2019 Synopsys, Inc. 7 充分利用混合光线追迹技术 LightTools® 模拟参数 • 建立混合模拟时，有四个主要参数需要设置 – 每个网格所需的光线数* – 接收器上所需的 “有效的” 反向模拟光线数 – 每条光线的最大尝试次数* – 每条光线成为 “有效的” 反向光线的尝试次数 – 正向光线数 – 正向追迹的光线数 – 改进通过数量 – 要执行的正向和反向的迭代次数 – 用于保持可管理的内存空间 *这些参数也用于反向模拟 © 2019 Synopsys, Inc. 8 充分利用混合光线追迹技术 LightTools® 设置参数的注意事项 每个亮度网格所需的光线数 • 反向光线在接收器上随机分布, 因此作为亮度计算的一个一般准则, 该值应设置为网格中bin数目的几倍 (~4 – 5) • 因为亮度计算通常使用一个小的孔径, 源自某个给定bin的那些光线都具有几乎相同的起始角度, 因此每个 bin中平均几根光线可以确保每次改进通过都有充足的光线覆盖，并确保在正向光线追迹中收集到的数据可 以被反向追迹完全探测到, 从而实现效率最大化 • 25 x 25个bin阵列(总 • 25 x 25个bin阵列(总 共有625个bins) 共有625个bins) • 625根光线的亮度模拟 • 2500 (4 x 625)根光线 的亮度模拟 • 注意，部分黑色的bin 没有光线 • 注意，此时黑色bin的 数目非常少 © 2019 Synopsys, Inc. 9 充分利用混合光线追迹技术 LightTools® 设置参数的注意事项 每个照度和强度网格所需的光线数 • 照度和强度网格不像亮度计算那样广泛使用混合模拟, 但混合模拟仍可提供可观的速度效益，这