光學(xué)設(shè)計的現(xiàn)狀 lV8Mr6m 一個科班畢業(yè)的
軟件工程師，如果在學(xué)校里系統(tǒng)學(xué)習(xí)了JAVA，C#的基礎(chǔ)，到工作崗位后，熟悉一下公司的代碼規(guī)范和原先的代碼庫，一個星期左右就能上手工作；而一個光學(xué)工程的畢業(yè)生，面對實際的設(shè)計工作，在經(jīng)歷了一段時間的困惑和迷茫后，會領(lǐng)悟到一個事實：光學(xué)理論和
光學(xué)設(shè)計是兩回事。這里我們只談成像設(shè)計，對于非成像光學(xué)設(shè)計，其實境況也差不多。
/NZ R| _EP}el 成像光學(xué)的底層原理非常簡單。從斯涅耳推導(dǎo)出折射定律開始，一個折射公式就可以計算幾乎所有光學(xué)
透鏡對于
光線路徑的影響，光學(xué)設(shè)計的工作用最簡單的大白話來說就是運用折射定律，使得光線按我們的意愿到達相應(yīng)的位置。
a'BBp6 c{~*\& 早期，還在牛頓、伽利略時期，受限于當(dāng)時的計算能力，
鏡頭設(shè)計者們期望用通過最少的計算獲得一個鏡頭設(shè)計結(jié)果。隨著設(shè)計理論的發(fā)展，設(shè)計師們發(fā)現(xiàn)了其中的竅門：只需計算一根中心視場的邊緣光線和一根邊緣視場的主光線，就可以獲得鏡頭焦距、主面位置、光闌孔位置和大小、入瞳出瞳位置、景深等描述鏡頭性能的框架性數(shù)據(jù)；在這基礎(chǔ)上再計算兩根邊緣視場的邊緣光線和弧式方向的主光線，就能獲得包括球差、慧差、像散等基礎(chǔ)像差在內(nèi)的像質(zhì)評估數(shù)據(jù)；基于這些數(shù)據(jù)，根據(jù)實際的焦距、工作距等需求，列出方程，即可求解出鏡頭結(jié)構(gòu)。這些是我們在學(xué)習(xí)光學(xué)理論時的主要理論框架，一系列經(jīng)典鏡頭結(jié)構(gòu)也由此而來。
;XT$rtuX 2; /hFwm 工具的革命通常會帶來一種技術(shù)的飛躍式發(fā)展，光學(xué)設(shè)計也一樣。自從計算機出現(xiàn)后，由于計算能力指數(shù)級的上升，雖然對傳統(tǒng)的設(shè)計方法也有很大的幫助，可以更精準(zhǔn)、更快的求解方程獲得鏡頭結(jié)構(gòu)；但是另一類基于大量計算力的設(shè)計方法卻更加具有革命性：區(qū)別于通過計算直接獲得每個鏡片的
參數(shù)，設(shè)計師們建立一個每個鏡片參數(shù)和我們期望目標(biāo)之間的聯(lián)系，然后改變每個參數(shù)，觀察評估值的變化，計算出改進的方向，再重復(fù)上述過程，迭代出最終的設(shè)計結(jié)果。這也就是我們常說的優(yōu)化的方法。
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