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Python光学仿真wxpython透镜演示系统框架

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透镜演示系统

框架

现在,我们可以做一个具备友好界面的透镜演示系统了。我们需要两个圆弧来表示透镜,一条线段表示主光轴,多条线段表示光线的传播路径。此外,还需要对光源和透镜的参数进行调节。

然而值得注意的一点是,我们在进行计算和画图过程中所用到的几何图形,在表达形式以及操作流程上可能并不相同。例如,对于光源发出的一条射线,它与透镜的作用流程为

  • 寻找与透镜前表面的交点A
  • 获取反射和透射直线
  • 寻找透射直线与透镜后表面的交点B
  • 计算透过透镜的直线

然而对于画图程序来说,光源S和A之间有一条线段,A和B之间有一条线段,若想画出透过透镜的线段,则必须先确定这条线段的另一个端点。也就是说,在求解反射、透射光线的过程中,所得到的光线表达式对于画图来说并无意义,只有端点是有意义的。

至此,即可得到这个小程序中必不可少的一些数据,包括光源参数、透镜参数、光线与表面的交点,光线端点组成的点对,所有光线的表达式,当前仍在传播的光线的表达式等。

于是可以建立如下代码:

import raypath as rp
class OptiTest(wx.Panel):
    def __init__(self,parent=None,size=(800,600)):
        wx.Panel.__init__(self,parent=parent,id=-1,size=size)
        self.Bind(wx.EVT_PAINT, self.OnPaint)
        self.opti = rp.Opti()   #光学元件对象
        self.optiDict = {}      #光学元件参数
        self.sourceDict = {}    #光源
        self.abcs = []      #所有光线的abc参数
        self.nodes = []     #交点
        self.dots = []      #点对,用于绘图
        self.rays = []      #仍在传播的光线
        self.InitPanel()    #初始化模板
    def InitPanel(self):
        pass                #暂时不想写的地方可以用pass
    #设置透镜
    def setEdge(self):
        pass

其中,光学元件包括位置、折射率、孔径、前表面曲率、后表面曲率等参数;光源信息包括位置、角度等信息,可初始化为:

self.optiDict = {'xPos':300,'nOpti':1,'Diameter':100,
                 'lFocal':200,'rFocal':200}
self.sourceDict = {'xSource':10,'ySource':100,'theta':0}

在上述所有计算所得的数据中,彼此有很密切的关系。例如点对是由两个点组成,而每个点至少从属于一个点对。而从光线的传播角度出发,除了光源,每个节点都有父节点;除了最后的死点,每个点都有一个子节点。对于任意一点,只要遍历其所有子节点,就可以画出这个点组成的所有线段。

以上就是Python光学仿真UI界面wxpython透镜演示系统框架的详细内容,更多关于wxpython框架的资料请关注华域联盟其它相关文章!

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作者: sterben

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