什么！？光学Python不会编？
作者：刘琼 上海安世亚太光学应用工程师
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本文共计1398字，阅读时间预计6分钟
编者按
作者由马可·波罗的故事引申出光学的故事：马可·波罗编写了著名的游记，而光学仿真也可以通过在Ansys SPEOS中编写Python脚本来实现，那么编写需要哪些要素，如何串联这些要素进行编写呢？作者在文中进行了详细的阐述。
故事
在世界史上，威尼斯商人马可‧波罗（Marco Polo, c. 1254-1324）无疑是一位伟大的旅行家。据称他1271年随父亲与叔叔从威尼斯出发，前往今天的北京，并效忠于忽必烈。度过了24年的欢乐时光后，马可‧波罗重返威尼斯。在随后的一次海战中，马可‧波罗不幸被俘成为阶下囚，并在监狱中将自己的经历口述给作家Rustichello，诞生出举世闻名的《马可·波罗游记》。
后世的众多航海家们都曾被这本书深深吸引，纷纷寻访巨龙中国。这些探索极大促进了东西方之间的文化交流。在某种意义上，马可·波罗和他的《马可·波罗游记》为欧洲开辟了一个崭新的时代。
马可·波罗真的到过中国么？ 这个问题一直是学界争论的焦点。
质疑者们认为，诸如长城、筷子、茶叶、中医、汉字、印刷术等极具中国特色的事物在这本著作中并未提及。这不得不让人产生疑惑，也许他根本没有到过中国。考古学家们猜测马可•波罗也许是从波斯商人那里获悉了各种关于中国的素材，然后将他们”编”在一起，成为了畅销的《马可•波罗游记》。
编
假如事实果真如此，马可•波罗的迷弟哥伦布会不会诈尸后哭晕在船上，悲伤逆流成河。但是站在路人的角度，我们又不得不折服于马可•波罗编故事的超能力。
虽然无法跨越时空和马可•波罗来一场真正意义上的灵魂对话，但我们依然可以采用他的技巧编写光学的“故事”——在Ansys SPEOS中编写Python脚本实现光学仿真。
马可•波罗被质疑的事迹也时刻警醒着我们: 为了避免交货时各方爸爸哭晕在厕所，吾辈绝对有义务消灭bug，净化地球。
光学编故事
也许您对Python，Optical Simulation，Ansys SCDM，Ansys SPEOS，Ray Tracing某一个部分的内容有过了解，或者更为精通。那么首先恭喜你，任督二脉已经打通，成功离你越来越近了，接下来我们可以一本正经的瞎编啦。但想要把故事编的更为出色，则需要有一些耐心，认真的把这几个技能加以研究并思考如何融合。
语言 主技能Python ★★★★★
毫不夸张的说，Python能力决定了自动化流程的上限。由于互联网上已经存在海量的介绍，Ansys软件也有相关的学习资料。这里对于Python便不做赘述。最基本的要求是掌握Strings、Lists、Dictionaries、Operators、Flow Controls 、Functions等基础知识。
时间 辅助技能Optical Simulation ★
虽然在光线追迹之前没有严格的时间线规定，这里依然推荐大家按照建立/导入CAD、定义光学材料、定义光源、定义探测器、定义光线追迹、分析结果的顺序完成，尽量保持一致的使用习惯，避免Python语句中可能出现的由逻辑错误产生的bug。
地点 辅助技能Ansys SCDM ★★★
ANSYS SpaceClaim Direct Modeler（简称 SCDM）可以为结构、流体、电磁、光学等学科提供前处理。为了能实现对SPEOS的强力支撑，这里的核心建模与Scripting的基本构成必须掌握。
对于初学者来说，记录功能是个很好的学习过程，但切记基础脚本具有局限性，诸如：部分几何特征选取、创建和编辑过程无法录制，如曲线点选取、梁特征创建等；甚至随着几何尺寸或拓扑变化后，几何特征位置选择可能会失效，稳定性差。
这部分的内容还需要结合API开发文档进行补充。
人物 主技能Ansys SPEOS ★★★★★
Ansys SPEOS在2020R2的版本中，录制功能并不记录光学仿真的创建过程。在这时期，学习速度相对是缓慢的，此时可供仿真使用的代码并不丰富。
Ansys SPEOS在2021R1 Beta的版本中，开放了所有光学仿真中需要的API。
情节 爆发技Ray Tracing ★★★★★
只有在前面几个要素都熟悉的情况下，我们可以把语言、时间、地点、人物进行最后的串联，完成追迹。
目前作为主角的Ansys SPEOS在2021R1中已然蜕变，不但具备极强的自动化水平，并且对初学者非常友好。因此只要将代码熟悉到一定程度，赋予期待的情节，完全可以编出各种美妙的故事，比如《什么！？光找对象了？》、《什么！？光找到对象了！》、《什么！？光看对象了到底行不行？》，详情请点击下面的视频！
在即将到来的2021年，祝愿各位光学小伙伴们在Python的加持下，颜值和武力值疯狂爆表，编故事的本领越来越强，在自动化的道路上越走越远！
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