本文介绍了在OpticStudio如何不导入？CAD文件的方式创建复杂的物体。您将学习到如何通过组合多个物体来创建复杂的非序列物体，如何利用拾取求解类型锁定一组物体以及在非序列元件编辑器中如何复制一组物体。
在非序列模式下，用户可以导入或创建物体来设计光学机械部件。当我们关注设计而不是分析时，使用易于定义的参数物体更方便。参数物体基于一个基本方程，可以通过手动、滑块、宏或优化器快速修改。Opticsudio我们使用或组合了许多内置参数物体。本文将通过组合内置参数物体创建复杂物体，并通过编辑器中的参数控制物体的形状。参数的任何变化都将立即反映在分析结果中，以避免使用不同参数的多个模型的麻烦。
在OpticStudio大多数非序列物体都是参数化的，即它们的定义依赖于基本方程。例如，标准镜头 (Standard Lens) 通过曲率半径、圆锥系数、中心厚度等参数来定义物体。这样，参数对象只能修改非序列元件编辑器 (Non sequential Component Editor, NSCE) 可以修改中间的数据值。手动修改物体数据或滑块时 (Slider) 工具、宏 (macro) 程序、扩展 (Extension) 以及最关键的优化器 (Optimizer) 修改时，物体可以快速重建。
OpticStudio 也支持多边形物体等非参数物体 (Polygon Object) 或者导入的CAD物体 (Imported CAD Objects)。这些对象最终由一系列数据表示。在某些应用中，使用非参数物体有许多优点。例如，在复杂的光机杂散光分析中，透镜底座和其他机械部件可以通过非参数定义快速导入。但在设计阶段，为了得到我们想要的结果，我们需要方便灵活地更改物体的参数。在这种情况下，参数物体的定义是理想的。
在OpticStudio支持多种参数物体定义，并将继续添加更多新的参数物体定义。您可以在用户手册中找到这些物体定义的完整列表。此外，OpticStudio还有一个自定义界面，允许您定义自己的参数对象：用户自定义对象 (User-defined Object)，它是一种非常强大的常用自定义工具。
您还可以通过组合已经存在的多个物体来创建一个新的复合物体，这是一种快速、灵活的方式，不需要编程来创建复杂的物体。使用这种方法的关键是：
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明确OpticsStudio您可以在用户手册中找到支持对象类型的完整列表
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请参考用户手册中的嵌套规则一节，正确定义不同物体之间重叠的体积和表面属性。
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将多个子物体连接在一起，以改变单个定义的参数，自动更新组合物体中的所有其他参数。
如果我们使用非参数化物体(如CAD对弯曲光管的效果进行分析，必须创建许多对应于不同半径的物体CAD使用参数用参数对象，我们可以通过参数在编辑器中控制对象的形状，参数变化将立即反映在对象建模中，避免了只能使用参数确定的多个文件的麻烦。
本文示例的目的是创建90°弯曲矩形丙烯酸树脂导光管通常用于电路板印刷LED(发光二极管)将光线中继到仪表板上，分析导光管另一端的辐照在弯曲半径变化时会发生什么变化。为了方便插入装配结构，我们还将在导光管中创建一个孔。并在导光管末端放置圆形孔径，使仪表板上的光斑呈圆形。在创建导光管后，我们将复制它，并将副本放在一定长度的位置。
下图显示了我们想要创建的导光管。需要注意的是，导光管末端的辐照分布随着弯曲半径的变化而变化。由于物体是完全参数化的，我们可以输入任何弯曲半径值，物体会随着参数的变化而动态重建。
探测器上显示的多个椭圆光斑是由光管中不同次数的全内反射引起的。我们可以从下图中清楚地看到全反射：
查看用户手册中的非序列物体列表，我们可以发现所有物体都不符合我们想要的物体形状，但我们可以组合矩形 (Rectangular Volume Object) 和矩形Torus体 (Rectangular Torus Volume Object) 来创建。
让我们从头开始，一步一步地创建这个导光管。
打开OpticStudio，点击选项卡中的打开非序列文件。中的，设置为、为在中定义系统波长为0.55μm。最后在中的中设置5.该选项定义了物体嵌套、交叉和连接的数量上限。不要将该值设置为超过所需物体的数量，否则它将占用更多的内存，但不会带来额外的好处。
在非序列元件编辑器中，插入空对象（对象1）和矩形（对象2），如下所示。输入以下参数来定义矩形：在这里，我们使用相对参考（对象-1）而不是全球参考，这将反映在复制导光管时的好处。
| 参考物体 (Ref Object) | -1 |
| 材料 (Material) | Acrylic |
| X1半宽 (X1 Half Width) |
5 |
| Y1半宽 (Y1 Half Width) |
5 |
| Z长度 (Z Length) |
20 |
| X2半宽 (X2 Half Width) |
5 |
| Y2半宽 (Y2 Half Width) |
5 |
默认设置其他参数。
点击物体2label> 中的选项卡，勾选“选项。
打开3D布局图观察物体结构。
在非序列元件编辑器中，插入一个矩形Torus体作为物体3，设置如下参数：
| 参考物体 (Ref Object) |
-1 |
| 材料 (Material) |
Acrylic |
| 外R (Outer R) |
40 |
| 内R (Inner r) |
30 |
| 起始角 (Start Angle) |
0 |
| 终止角 (Stop Angle) |
90 |
| 厚度 (Thickness) |
10 |
其余参数均为默认值。
如前文所提到的，矩形Torus体只有在布局图中显示时才使用表面进行表示。在实际的光线追迹过程中，物体会使用实际的方程进行精确定义，定义精度为OpticStudio进行数值计算的精度。
现在我们需要指定合适的X, Y, Z轴位置，以便在不考虑外R参数时，矩形Torus体可以与矩形体正确地连接。需要注意的是，我们接下来马上会改变参数外R来分析光线传播过程的变化。我们将使用拾取解求解来连接两个物体，并使参数外R和内R的值总是相差10mm。
在非序列元件编辑器中，定义参数内R的求解类型为如下图所示：
对于矩形环状物体，在非序列元件编辑器中，材料参数栏右侧的参数1栏 (Parameter 1) 表示外R，拾取求解会设置内R总是比外R小10mm。
矩形Torus体的一端应与矩形体+Z方向的面相连，您可以使矩形Torus体的Z轴位置与矩形体的Z轴位置（参数3）保持一致，如下图所示：
更新3D布局图。
最后，我们需要将矩形Torus体在X轴上移动 -1*(外R-5mm) 的距离，如上图所示。将物体3的参数X位置的求解类型定义为拾取求解，如下图所示：
更新的3D布局图中，可以看到两者已经连接在一起。
根据下列参数插入第二个矩形体作为物体4：
| 参考物体 (Ref Object) |
-1 |
| 材料 (Material) |
Acrylic |
| X1半宽 (X1 Half Width) |
5 |
| Y1半宽 (Y1 Half Width) |
5 |
| Z长度 (Z Length) |
50 |
| X2半宽 (X2 Half Width) |
5 |
| Y2半宽 (Y2 Half Width) |
5 |
其他参数均为默认设置。
在布局图中显示物体4的局部坐标轴。
我们需要将物体4绕Y轴旋转-90°，在非序列元件编辑器中，设置关于参数旋转Y (Tilt About Y) 为-90。OpticStudio使用右手坐标系，因此从Y轴正向看去，绕Y轴反向旋转是顺时针的。
物体4的Z轴位置参数应与参数外R相同（即-5mm），将矩形体Z轴位置的求解类型同样定义为拾取求解，参数设置如下图所示：
现在，系统布局图如下所示：
下一步是在物体4上放置一个孔（材料是空气）。插入圆柱体（Cylinder Volume）作为物体5，定义参数如下：
| 参考物体 (Ref Object) |
-1 |
| Y位置 (Y position) |
5 |
| Z位置 (Z Position) |
40 |
| 倾斜X (Tilt About X) |
90 |
| 前R (Front R) |
2 |
| Z长度 (Z length) |
10 |
| 后R (Back R) |
2 |
其他参数均为默认设置。
如果想要使矩形体（物体4）与圆柱体（物体5）的重叠体积为空气，则在本例中需要将圆柱体在非序列元件编辑器中的位置放置在矩形体之后，有关体积嵌套的详细规则，请参阅用户手册。
为了追迹光线穿过导光管，我们需要在物体1的左侧插入一个矩形光源 (Source Rectangle) 物体，其参数设置如下所示：
| 参考物体 (Ref Object) |
-5 |
| Z位置 (Z Position) |
-10 |
| 陈列光线条数 (# Layout Rays) |
20 |
| 分析光线条数 (# Analysis Rays) |
400000 |
| X半宽 (X Half Width) |
4.8 |
| Y半宽 (Y Half Width) |
4.8 |
其他参数均为默认设置。
其中放大的布局图显示了当前圆孔边缘处发生的全内反射现象，这是因为孔内的折射率低于矩形体的折射率。
为了在导光管末端放置一个圆形光阑，我们需要将两个面嵌套在一起，一个是矩形体的表面（作为阻挡光阑）以及一个圆形孔径（设置为空气）。首先按照如下参数插入一个矩形体作为物体7:
| 参考物体 (Ref Object) |
-3 |
| Z位置 (Z Position) |
50 |
| 材料 (Material) |
Absorb |
| X半宽 (X Half Width) |
5 |
| Y半宽 (Y Half Width) |
5 |
其他参数均为默认设置。
再插入一个标准面 (Standard Surface) 物体作为物体8。它代表导光管末端的圆形光阑，其参数如下所示：
| 参考物体 (Ref Object) |
-1 |
| 最大孔径 (Max Aperture) |
2.5 |
其他参数均为默认设置。
如果此时更新布局图，您将会看到如下提示：
并且，如果此时点击分析选项卡中的，您将会得到如下错误提示：
在本例中，产生几何错误的原因是因为我们违背了一个嵌套规则。如帮助系统 (Help System) 中“Setup Tab/Editors Group/(Setup Tab)/Non-Sequential Component Editor/Non-Sequential Overview/Object Placement”一节中的表述：表面物体不会与一个体积的表面共享一个边界，除非体积表面的属性是反射或者吸收，或者体积物体在非序列元件编辑器中位于表面物体之后（在这种情况下，共享边界的属性由体积物体定义）。
在本例中，物体8是空气（表面属性不是吸收或反射）与物体4的边界重叠。我们可以将光阑（物体7和物体8）的位置远离导光管1μm，使光阑的Z轴位置从50mm变为50.001mm。
在布局图中可以看到，超出光阑部分的光线如我们预想的一样被阻挡。
现在，我们放置一个探测器来进行光线追迹分析。插入一个矩形探测器 (Detector Rectangle) 作为物体9：
| 参考物体 (Ref Object) |
-1 |
| Z位置 (Z Position) |
20 |
| 材料 (Material) |
Absorb |
| X半宽 (X Half Width) |
25 |
| Y半宽 (Y Half Width) |
6 |
| X像元数 (# X Pixels) |
400 |
| Y像元数 (# Y Pixels) |
100 |
点击分析选项卡中的，勾选“”选项，点击勾选“使用偏振”是为了在计算过程中考虑由表面部分反射和体吸收所造成的能量损失。正如前文所讨论的，探测器上的多个椭圆形光斑是由于光线经过不同次数的全内反射导致的。
为了观察外R（参数1）改变时布局图中系统的变化，我们可以使用工具，在选项卡中点击，设置如下参数并点击
从布局图中可以看到系统随弯曲半径的变化而变化：
您可以改变参数外R的值然后重新追迹光线，观察辐照度分布的变化。您也可以编写一个简单的ZPL宏将光线追迹到探测器并保存每个参数值对应的探测器分析结果。如下所示辐照度根据外R参数的变化而变化的动画就是用这样的宏来实现的。
让我们来创建另外一个完全相同的导光管，并把它放置在与第一个导光管Y轴方向的一定距离上。
在矩形探测器后，插入一个空物体，选择物体1（高亮显示）并在键盘上按住Shift键并同时点击下方向键，同时选择物体1至物体9。
在选中区域内点击鼠标右键并选择。
选择物体10，再次点击鼠标右键，选择，非序列元件编辑器将如下所示：
在物体10（空物体）的参数Y位置上输入20mm，将第二个导光管放在第一个导光管Y轴正向20mm远的地方。同样将物体12的参数外R的求解类型定义为拾取求解，拾取之前的矩形Torus体的参数外径R。
现在，我们可以在布局图中看到两个距离为20mm的导光管了。
在本例中我们直接复制了一组物体，这是因为采用了相对物体参考，即在参数参考物体中使用负数来定义参考对象。如果我们使用全局参考，则我们需要非常繁琐地更改第二个导光管中参考物体的编号。
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