Editor per il piano SEditor per il piano S

Molti software di progettazione ottica, come Zemax OpticStudio, CODE V e OSLO, utilizzano un editor di piani S per descrivere i sistemi di lenti. In questo contesto, «S» sta per superficie: un editor di piani S è essenzialmente una tabella di superfici attraverso le quali passa la luce, elencate nell’ordine in cui si presentano lungo l’asse ottico. Ogni riga corrisponde a una superficie con una curvatura, uno spessore rispetto alla superficie successiva, un diametro e un materiale specificati.Molti software di progettazione ottica, come Zemax OpticStudio, CODE V e OSLO, utilizzano un editor di piani S per descrivere i sistemi di lenti. In questo contesto, «S» sta per superficie: un editor di piani S è essenzialmente una tabella di superfici attraverso le quali passa la luce, elencate nell’ordine in cui si presentano lungo l’asse ottico. Ogni riga corrisponde a una superficie con una curvatura, uno spessore rispetto alla superficie successiva, un diametro e un materiale specificati.

Lo stesso principio viene applicato nell’«Optical Workbench» di OghmaNano. Si presuppone che la luce si propaghi da sinistra a destra: inizia nell’aria, attraversa la superficie della prima lente (modificando l’indice di rifrazione), percorre lo spessore della lente, esce attraverso la seconda superficie e così via per ogni lente nello stack. Modificando la tabella del piano S, è possibile definire un sistema ottico completo in termini delle sue superfici.Lo stesso principio viene applicato nell’«Optical Workbench» di OghmaNano. Si presuppone che la luce si propaghi da sinistra a destra: inizia nell’aria, attraversa la superficie della prima lente (modificando l’indice di rifrazione), percorre lo spessore della lente, esce attraverso la seconda superficie e così via per ogni lente nello stack. Modificando la tabella del piano S, è possibile definire un sistema ottico completo in termini delle sue superfici.

Telephoto lens stack defined using the S-plane editor, rendered in the 3D Optical Workbench. — Un obiettivo teleobiettivo a focale fissa da 200 mm, tratto dalla documentazione dei brevetti statunitensi (US 3 942 876, 1976), è stato riprodotto nell’ambiente Optical Workbench. La configurazione delle lenti è definita utilizzando l’editor del piano S.Un obiettivo teleobiettivo a focale fissa da 200 mm, tratto dalla documentazione dei brevetti statunitensi (US 3 942 876, 1976), è stato riprodotto nell’ambiente Optical Workbench. La configurazione delle lenti è definita utilizzando l’editor del piano S.

S-plane editor table listing surfaces of a multi-element lens. — La tabella dell’editor del piano S. Ogni coppia di righe colorate rappresenta le due superfici di una lente all’interno del sistema ottico.La tabella dell’editor del piano S. Ogni coppia di righe colorate rappresenta le due superfici di una lente all’interno del sistema ottico.

Sebbene la visualizzazione sul piano S sia intrinsecamente bidimensionale (con superfici disposte lungo un asse), OghmaNano è, per sua natura, un ambiente di ray tracing completamente tridimensionale, piuttosto che un semplice modello di propagazione monodimensionale. L’editor del piano S funge quindi da strumento pratico e conforme agli standard, che consente di visualizzare una scena realmente tridimensionale. Le definizioni delle lenti nella tabella del piano S vengono convertite in oggetti lenti tridimensionali, che vengono visualizzati all’interno della finestra principale di simulazione, come si può vedere in ??.Sebbene la visualizzazione sul piano S sia intrinsecamente bidimensionale (con superfici disposte lungo un asse), OghmaNano è, per sua natura, un ambiente di ray tracing completamente tridimensionale, piuttosto che un semplice modello di propagazione monodimensionale. L’editor del piano S funge quindi da strumento pratico e conforme agli standard, che consente di visualizzare una scena realmente tridimensionale. Le definizioni delle lenti nella tabella del piano S vengono convertite in oggetti lenti tridimensionali, che vengono visualizzati all’interno della finestra principale di simulazione, come si può vedere in ??.

Come accedere all’editor del piano S.Come accedere all’editor del piano S.

L’editor del piano S è accessibile dalla finestra principale di Optical Workbench. Nella scheda «Struttura dispositivo», fare clic sull’icona del piano S nella barra degli strumenti a sinistra (appena sotto l’editor dei livelli), come mostrato in ??. In questo modo si apre la finestra dell’editor del piano S, dove è possibile creare, modificare e organizzare le sequenze di lenti.L’editor del piano S è accessibile dalla finestra principale di Optical Workbench. Nella scheda «Struttura dispositivo», fare clic sull’icona del piano S nella barra degli strumenti a sinistra (appena sotto l’editor dei livelli), come mostrato in ??. In questo modo si apre la finestra dell’editor del piano S, dove è possibile creare, modificare e organizzare le sequenze di lenti.

La tabella del piano S.La tabella del piano S.

L’editor S-plane visualizza i sistemi di lenti sotto forma di una tabella di superfici (??). Ogni coppia di righe corrisponde a una singola lente fisica: una superficie di ingresso e una superficie di uscita. Le colonne riportano i principali parametri ottici:L’editor S-plane visualizza i sistemi di lenti sotto forma di una tabella di superfici (??). Ogni coppia di righe corrisponde a una singola lente fisica: una superficie di ingresso e una superficie di uscita. Le colonne riportano i principali parametri ottici:

Nome: un’etichetta per identificare la regione (aria, Lens 1, Lens 2, ecc.).Nome: un’etichetta per identificare la regione (aria, Lens 1, Lens 2, ecc.).
Materiale ottico: modello dell’indice di rifrazione o tipo di vetro.Materiale ottico: modello dell’indice di rifrazione o tipo di vetro.
Tipo di lente: sferica, asferica, ecc.Tipo di lente: sferica, asferica, ecc.
Intercapedine o spessore: distanza dalla superficie successiva.Intercapedine o spessore: distanza dalla superficie successiva.
r0: raggio di curvatura della superficie.r0: raggio di curvatura della superficie.
Diametro: dimensione della superficie, misurata nella sua parte più ampia.Diametro: dimensione della superficie, misurata nella sua parte più ampia.
Colonne ID e ausiliarie: identificatori interni e opzioni.Colonne ID e ausiliarie: identificatori interni e opzioni.

Durante la modifica dei valori nella tabella del piano S, la geometria 3D corrispondente della lente viene aggiornata immediatamente nella visualizzazione Optical Workbench. I colori vengono utilizzati in modo coerente, in modo che, ad esempio, le righe rosse contrassegnate come Lente 1 corrispondano alla lente rossa nella scena 3D, le righe arancioni alla lente arancione e così via.Durante la modifica dei valori nella tabella del piano S, la geometria 3D corrispondente della lente viene aggiornata immediatamente nella visualizzazione Optical Workbench. I colori vengono utilizzati in modo coerente, in modo che, ad esempio, le righe rosse contrassegnate come Lente 1 corrispondano alla lente rossa nella scena 3D, le righe arancioni alla lente arancione e così via.

Gruppi di lenti e posizionamento 3DGruppi di lenti e posizionamento 3D

In OghmaNano, ogni tabella del piano S è associata a un oggetto 3D denominato gruppo di lenti. Un gruppo di lenti è semplicemente un contenitore che include tutte le lenti appartenenti a una specifica definizione del piano S. Nella visualizzazione 3D, il gruppo di lenti appare come un riquadro rosso di delimitazione, come mostrato in ??. Il riquadro rosso esterno rappresenta il volume di simulazione globale; il riquadro rosso interno è il gruppo di lenti. Quando si sposta il gruppo di lenti nello spazio 3D, ad esempio facendo clic e trascinandolo tenendo premuto il tasto Maiusc, tutte le lenti definite nella corrispondente tabella del piano S si spostano insieme. Questo facilita il riposizionamento di un intero sistema ottico all’interno di una scena più ampia.In OghmaNano, ogni tabella del piano S è associata a un oggetto 3D denominato gruppo di lenti. Un gruppo di lenti è semplicemente un contenitore che include tutte le lenti appartenenti a una specifica definizione del piano S. Nella visualizzazione 3D, il gruppo di lenti appare come un riquadro rosso di delimitazione, come mostrato in ??. Il riquadro rosso esterno rappresenta il volume di simulazione globale; il riquadro rosso interno è il gruppo di lenti. Quando si sposta il gruppo di lenti nello spazio 3D, ad esempio facendo clic e trascinandolo tenendo premuto il tasto Maiusc, tutte le lenti definite nella corrispondente tabella del piano S si spostano insieme. Questo facilita il riposizionamento di un intero sistema ottico all’interno di una scena più ampia.

Facendo clic su «Nuovo» nell’editor del piano S, si crea un nuovo gruppo di lenti con la relativa tabella del piano S. In questo modo, è possibile avere più piani S indipendenti all’interno di una singola simulazione, ciascuno inserito nel proprio gruppo di lenti 3D. Questa funzione è utile per modellare sistemi ottici complessi, come telescopi con obiettivi e oculari separati, o moduli per fotocamere con più blocchi di lenti.Facendo clic su «Nuovo» nell’editor del piano S, si crea un nuovo gruppo di lenti con la relativa tabella del piano S. In questo modo, è possibile avere più piani S indipendenti all’interno di una singola simulazione, ciascuno inserito nel proprio gruppo di lenti 3D. Questa funzione è utile per modellare sistemi ottici complessi, come telescopi con obiettivi e oculari separati, o moduli per fotocamere con più blocchi di lenti.

Vista sul piano S rispetto al mondo 3DVista sul piano S rispetto al mondo 3D

È importante sottolineare che, in OghmaNano, l’editor del piano S rappresenta una visualizzazione derivata del mondo 3D, piuttosto che la sua rappresentazione più fedele. Gli oggetti 3D e le loro mesh costituiscono la rappresentazione principale utilizzata dal motore di ray tracing. La tabella del piano S è una descrizione strutturata, superficie per superficie, estratta da questi oggetti e mantenuta sincronizzata con essi.È importante sottolineare che, in OghmaNano, l’editor del piano S rappresenta una visualizzazione derivata del mondo 3D, piuttosto che la sua rappresentazione più fedele. Gli oggetti 3D e le loro mesh costituiscono la rappresentazione principale utilizzata dal motore di ray tracing. La tabella del piano S è una descrizione strutturata, superficie per superficie, estratta da questi oggetti e mantenuta sincronizzata con essi.

3D view showing the lens group box that corresponds to an S-plane definition. — La corrispondente visualizzazione 3D. Il rettangolo rosso esterno rappresenta la finestra di simulazione globale, mentre il rettangolo rosso interno è un gruppo di lenti definito nel piano S.La corrispondente visualizzazione 3D. Il rettangolo rosso esterno rappresenta la finestra di simulazione globale, mentre il rettangolo rosso interno è un gruppo di lenti definito nel piano S.

Questo approccio ibrido unisce i vantaggi di entrambi i metodi:Questo approccio ibrido unisce i vantaggi di entrambi i metodi:

È possibile continuare a utilizzare un ambiente di simulazione 3D completo, in cui le lenti sono rappresentate come modelli espliciti in grado di interagire con qualsiasi tipo di geometria.È possibile continuare a utilizzare un ambiente di simulazione 3D completo, in cui le lenti sono rappresentate come modelli espliciti in grado di interagire con qualsiasi tipo di geometria.
Allo stesso tempo, si ottiene un’interfaccia standard del piano S, che corrisponde al modo in cui i progetti di lenti vengono solitamente presentati nella letteratura sull’ottica e negli strumenti di progettazione tradizionali.Allo stesso tempo, si ottiene un’interfaccia standard del piano S, che corrisponde al modo in cui i progetti di lenti vengono solitamente presentati nella letteratura sull’ottica e negli strumenti di progettazione tradizionali.

Quando si progettano telescopi, obiettivi fotografici o altri sistemi assiali, spesso è più pratico iniziare con la tabella del piano S: si specificano le superfici, i raggi e gli spessori, quindi si esamina la disposizione tridimensionale risultante. Per strutture ottiche tridimensionali più complesse, è possibile combinare gruppi di lenti definiti nel piano S con modelli basati su CAD o immagini provenienti dall'editor CAD / Mesh editor e dal database Shape database.Quando si progettano telescopi, obiettivi fotografici o altri sistemi assiali, spesso è più pratico iniziare con la tabella del piano S: si specificano le superfici, i raggi e gli spessori, quindi si esamina la disposizione tridimensionale risultante. Per strutture ottiche tridimensionali più complesse, è possibile combinare gruppi di lenti definiti nel piano S con modelli basati su CAD o immagini provenienti dall'editor CAD / Mesh editor e dal database Shape database.