01
光线追迹概述
什么是光线追迹、几何光学基础、镜头设计/照明/显示等应用领域。
几何光学应用
02
光的传播定律
直线传播、反射与折射定律、斯涅尔定律、全反射与临界角。
基础定律全反射
03
光学材料与界面
折射率与色散、阿贝数、光学玻璃分类、界面模型与边界条件。
材料色散
04
理想光学系统
共轴球面系统、近轴光学、高斯光学、主点与焦点。
近轴高斯
05
光线追迹基础算法
光线表示法（起点+方向）、光线与平面/球面求交。
算法求交
06
光线与二次曲面求交
椭球、抛物面、双曲面、圆锥面的求交算法。
二次曲面解析
07
光线与自由曲面求交
数值方法（牛顿法）、解析与数值混合策略、收敛性分析。
自由曲面牛顿法
08
折射与反射计算
斯涅尔定律向量形式、菲涅耳公式、反射率与透射率。
菲涅耳向量
09
光线追迹中的坐标系
全局/局部坐标系、坐标变换矩阵、欧拉角与四元数。
坐标变换四元数
10
序列式光线追迹
逐面追迹、光路计算、像差计算基础。
序列式像差
11
非序列式光线追迹
蒙特卡洛方法、随机采样、光子映射基础。
蒙特卡洛光子映射
12
像差理论入门
球差、彗差、像散、场曲、畸变、色差。
像差赛德尔
13
光瞳与光阑
入瞳与出瞳、孔径光阑、视场光阑、渐晕。
光瞳光阑
14
光学系统的评价指标
MTF、点列图、波前误差、斯特列尔比。
MTF波前
15
光线追迹软件架构
核心引擎设计、数据结构设计、内存管理策略。
架构引擎
16
Python实现光线追迹基础
NumPy向量运算、光线类设计、光学面类设计。
PythonNumPy
17
Python实现光线追迹引擎
序列式追迹引擎、光线数据库、结果可视化。
引擎可视化
18
光学系统设计入门
单透镜设计、双胶合透镜、消色差设计。
透镜消色差
19
照明光学设计
LED准直器设计、自由曲面透镜、均匀照明设计。
照明自由曲面
20
成像光学设计
目镜设计、物镜设计、变焦系统基础。
成像变焦
21
衍射光学基础
标量衍射理论、衍射光栅、衍射光学元件。
衍射光栅
22
偏振光学与光线追迹
琼斯矩阵、穆勒矩阵、偏振光线追迹。
偏振琼斯
23
相干光线追迹
部分相干理论、相干传递函数、相干成像。
相干传递函数
24
光线追迹中的优化算法
阻尼最小二乘法、全局优化、遗传算法。
优化遗传算法
25
公差分析
灵敏度分析、蒙特卡洛公差分析、补偿器设计。
公差补偿
26
热效应与结构分析
热膨胀对光学系统的影响、热-光耦合分析。
热分析耦合
27
杂散光分析
鬼像分析、散射模型、挡光结构设计。
杂散光鬼像
28
光线追迹与CAD集成
STEP/IGES文件解析、NURBS曲面追迹、CAD模型导入。
CADNURBS
29
GPU加速光线追迹
CUDA基础、并行光线追迹、性能优化策略。
GPUCUDA
30
光线追迹前沿技术
深度学习辅助追迹、端到端光学设计、数字孪生应用。
AI数字孪生