1、2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved.2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved.莎益博工程系统开发（上海）有限公司使用 BSDF 散射数据模型进行模拟CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. 散射特性在许多光学元件中都扮演着重要的角色背光模组、镜头咬花、导光元件设计等Diffractive Optical Elemen
2、t 散射材料可以是反射、透射或同时存在的 准确的散射特性对光学器件的快速设计和分析是很重要的散射是什么？CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved.具有粗糙度、光线分散的表面CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved.纳米结构表面CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. BSDF（Bi-dire
3、ctional Scatter Distribution Function）Bidirectionnel Scattering DiffusionFonction双向散射分布函数L :在观察者方向上的样品表面亮度E:样品表面来自光源方向的照度 :波长任意表面上光的反射/透射特征散射测量()()()1:,=srunitdEdLBSDFIIddIIdd入射光束反射光束透射光束散射样本散射光散射光CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. 依据下述特性测量其分布入射角、波长、透射反射、入射平面（各项
4、异性）散射测量数据CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. LightTools BSDF 散射数据库29个不同厂家的扩散膜与反射片数百个测量数据 Light Tec 公司的机器与服务REFLET、Mini-Diff series 根据固定格式将测量数据制作成 BSDF 数据支持 2D 与 1D BSDF 数据 RSoft 所生成的BSDF数据波动特性计算BSDF 导入 LightTools 的方式CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., L
5、td . All Rights Reserved. LightTools BSDF 散射数据库29个不同厂家的扩散膜与反射片数百个测量数据 Light Tec 公司的机器与服务REFLET、Mini-Diff series 根据固定格式将测量数据制作成 BSDF 数据支持 2D 与 1D BSDF 数据 RSoft 所生成的BSDF数据波动特性计算BSDF 导入 LightTools 方式CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. 数据库中有数百个来自于不同厂家的扩散膜与反射片数据反射片 AC
6、A, Alanod, Almeco, Anofol, Torray扩散膜 Keiwa, Kimoto, Luminit, Teijin, TsujidenBSDF 数据库CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. BSDF 数据分页显示测量信息点选每行可观察数据 点选每列标题可排序 可切换不同型态的图形2D、3D 笛卡尔坐标2D、3D 极坐标极坐标曲面分布可视化 BSDF 数据CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rig
7、hts Reserved.侧：前后光线到样品侧边，前侧为 0 AOI 90LightTools 设定前侧为光进入样品后才到散射表面方向：反射透射反射为 BRDF 而透射则是 BTDFAOI入射角（正视图），光线进入样品时与表面法线方向的夹角可视化的BSDF 数据POI入射平面（方位）POI 仅对当 BSDF 为非等向性时才有意义（只有 POI = 0 表示 BSDF 是等向性的）波长测量的波长，单为：nmTIS全积分散射（Total Integrated Scatter）估量CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Righ
8、ts Reserved.AOI入射角，0 AOI 90 对应前侧数据；90 AOI 180 对应后侧 BSDF 数据（光线先经过实体后才击中表面）R, T, A归一化后的反射（R）、透射（T）与吸收（A）信息（吸收自动计算使 R + T + A = 1）可视化反射透射率CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. 可控制偏移类型 光线角度不在测量数据范围时的插值计算重新生成 选择不变量偏移时，控制光线在半球中产生的方式各项异性 指定散射特性是否随表面旋转而改变 对具有各项异性性质的材料而言，可旋
9、转区域坐标的角度概率分光 控制多条散射光线的产生 数据库仅需定义旋转角度及概率分光BSDF 设定分页CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. 当入射角为测量数据中间值时，可用三种方式插值计算无偏移 使用最附近的数据 适用在分布广泛的图案不变量偏移 将最接近入射角余弦的数据进行偏移 适用在分布较窄的图案伸缩偏移 将最接近入射角余弦的数据进行偏移并延伸填满整个半球空间 适用在同时有镜面反射与扩散的图案插值控制30 度测量15 度测量使用伸缩偏移22.5 度不变量偏移从 30 度偏至 22.5度不
10、变量偏移从 15 度偏至 22.5度CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. 旋转角度沿着逆时针方向各项异性 BSDF 的方向1350045CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. 多数的 BSDF 数据是在空气中测量光线经过空气进入样品产生散射后离开至空气中 测量到的 BSDF 已包含了样品表面上的折射效果LightTools 模型需要把实体设定成空气以满足散射的两端都是空气透射型 BS
11、DF 数据（1/3）airairn入射光出射光airair入射光BSDF 数据测量设定LightTools 模型样品CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. 若某个在空气中测量的 BSDF 数据在 LightTools 模型中并未设定成空气，会有警告信息：Warn: The measured BSDF property My_Diffuser requires air on both sides of the surface. Please change the material of Cu
12、be_1 to air to ensure correct results. 若未换成空气等于计算两次折射（一次 LightTools 模型，一次是 BSDF 数据）导致结果不正确透射型 BSDF 数据（2/3）BSDF 定义表面实体材料：airCYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. 若 BSDF 数据需要设定为非空气材料，折射率匹配半球需用在不会产生折射的接口上透射型 BSDF 数据（3/3）airairn入射光出射光nair入射光BSDF 数据测量设定LightTools 模型样品折射
13、率匹配半球CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. LightTools BSDF 散射数据库29个不同厂家的扩散膜与反射片数百个测量数据 Light Tec 公司的机器与服务REFLET、Mini-Diff series 根据固定格式将测量数据制作成 BSDF 数据支持 2D 与 1D BSDF 数据 RSoft 所生成的BSDF数据波动特性计算BSDF 导入 LightTools 方式CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd .
14、All Rights Reserved. 位于法国，提供光学设计工具和服务1999 年至今，超过 2000 家公司购买其设计或测量工具Synopsys 光学软件在欧洲的代理商思渤科技为台湾代理莎益博工程系统开发(上海)有限公司为中国代理 服务项目提供散射特性的测量工具REFLET、Mini-Diff V2、Mini-Diff VPRO提供测量服务拥有亮度实验室，可进行亮度测量：照度（lux）、强度（cd）、亮度（nit）、色谱及BSDFLight Tec 公司介绍LIGHT TECCYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All R
15、ights Reserved. 基于亮度计的系统1个移动式光源1个移动式探测器= REFLET 基于相机的系统N个固定式的光源1个固定式的相机探测器1套透镜系统=Mini-DiffLight Tec 机器REFLETMini-Diff VProMini-Diff V2CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved.设备规格仪器Mini-Diff V2Mini-Diff VProREFLET 180S测量种类BRDF/BTDFBRDF/BTDFBRDF/BTDF动态范围105BRDF105 BTDF
16、106109波段范围630nm, 525nm, 465nm, 940nm630nm, 525nm, 465nm400nm 1700nm 入射角度固定 : 0, 20, 40, 60可调 : 0to 60可调 : +90to -90角度范围球面 0; 75 0; 360球面 0; 75 0; 360全球面角度精度10,5 0.1可重复性 2% 2% 10 )较小FullWAVEDiffractMOD物理光学10几何光学CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. 衍射光学元件（DOEs）尺寸微小，
17、可弹性应用于复杂的光学设计光栅类型的元件最常被使用周期性结构，可自由控制光学性能且效率高穿戴装置因重量与尺寸因素，越来越广泛地使用衍射光学元件衍射光学元件Journal of the SID 14/5, 2006 VR显示设备中加入光栅元件光学元件尺寸小型化通过光栅设计，可自由控制透射/反射率与透射反射角度（不同阶）CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. RSoft BSDF 文件: 通过RSoft的FullWAVE与DiffractMOD套件进行自动化计算具备表面散射行为的数据（薄膜、图
18、案等）记录在表面上不同侧的反射/透射数据散射信息将以入射角、波长与偏振的方式储存下来 之后将会使用RSoft BSDF文件来定义LightTools的表面属性当光线击中表面后LightTools将会依照RSoft BSDF数据内的信息进行衍射RSoft/LightTools BSDF 界面周期性纳米结构光线入射至BSDF表面来自BSDF表面的散射BSDF 表面CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. 进行系统扫描，并将所有结果统整于BSDF文件内波长入射角度Phi（AOI）入射平面角度The
19、ta（POI） 可控制计算时所使用的线程数 通过RSoftBSDFviaUDOP.OPR的现成套件将结果导入LightToolsBSDF GenerationCYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved. BSDF 数据对于光学仿真是重要的说明如何设定 LightTools 的 BSDF 模型 BSDF 数据可通过 Light Tec 测量设备获得属测角器型的 REFLET 可精准测量数据属照相机型的 Mini-Diff 可快速测量数据 针对波动特性方面可搭配RSoft进行整合性模拟结论CYBERNET2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved.2019 CYBERNET SYSTEMS (Shanghai) Co., Ltd . All Rights Reserved.莎益博工程系统开发（上海）有限公司CYBERNET
