大多數顯示都由幾個光學組件組成，其中光源照明顯示是最重要的組件。所有的顯示都需要一個機械裝置來發送這個光穿過或不通過一個創建的文本或圖形以便于顯示信息。為控制光輸出，會用到一個或幾個光學儀器來控制所期望的顯示信息的角和位置。對這種類型的應用，FRED已經證實了相比傳統成型方法它可以節省30-50%的時間和成本。
1.光源
FRED可以模擬在顯示系統中能找到的所有的光源類型，包括LEDs（發光二極管）、RGB LEDs、白熾燈、HID、Neon、ARC和熒光燈。支持IGES和STEP格式CAD模型文件導入、單個或多個格子光線的位置和角度切趾、用戶自定義的曲面發射模型，測量數據模型可以應到某一表面上其中包括Radiant Imaging Source™模型。幾個在FRED中模擬的光源模型如下所示：
2.系統幾何結構
系統幾何結構可以通過用戶圖形界面在FRED中直接創建，也可以從IGES或STEP CAD格式或其它設計程序中導入，還可以導入通過ASAP轉換輸出的文本文件。軟件創建表面有多種選擇：包括標準平面、圓錐面、圓柱面、橢球面、雙曲面、圓環面、多項式表面、Zernike、樣條曲面（NURBS）、Meshed(直紋面)、旋轉曲線、extruded curbs、復合曲線、樣條函數和用戶自定義曲面等。一組被選中的表面如下圖所示。
因為FRED有多文檔界面，在兩個文件之間組件是可以剪切、復制和粘貼的。實體在邏輯上可以分成裝配體、組件、元件等等級，這與系統的物理布局是相對應的，每個對象都可以置于相對于任何坐標系的位置。任何的表面都可以用隱式曲面或者aperture collection curve來裁剪，它的定義如下。
FRED可以導入IGES和STEP文件是無與倫比的，該軟件可以簡單地導入平面、二次表面、網格、NURBs和Bezier曲面，還有高于5級的表面，如下面所示的信號反射鏡圖。一個檢查CAD導入好壞的最佳特征是查看在一個簡單修改或驗證對話框中的Nurb、mesh、Bezier曲線或表面定義信息。
3.控制光輸出的光學裝置
幾乎每一款顯示系統都有一些方法控制輸出光的角度和空間位置。這些結構包含所有的東西從凹槽、點、表面粗糙度、涂到棱鏡上的薄膜。FRED可以模擬所有的這些結構。該產品的陣列函數在模擬成千上萬個重復控制的結構是萬能的。下面顯示了FRED模擬這些結構的例子。
上面顯示了兩個不同的用于PDA（掌上電腦）背光顯示系統。左圖顯示的是一個點大小為常數的背光，右圖顯示的是在5個獨立的部分分別有5種不同大小的dot。
FRED軟件可以很容易地創建凹槽和曲線，然后擠壓或旋轉這些結構來使菲涅爾和棱鏡能按照所期望的方向傳播光線。
利用視覺和分析工具信息深入研究光是怎樣實現背光傳輸的。根據用戶所選的每一個波長，該軟件可以從任何顏色開始進行光線追蹤，并且可以很容易地創建正交和透視輪廓使得能夠看見光是怎樣通過系統又是怎樣離開表面的，如上所示。還有更多的功能包括根據光是怎樣與表面相交的來改變光線的顏色�？梢愿鶕嘟缓蠊獾姆瓷�、透射、吸收或是衍射來設置光的顏色。
也有高級光線操作對話框來選擇光線使其按照一個特定的光路傳播，或者設定特定的功率或者光線在一個選定的面上停止。用這些對話框可以可視化或分析非均勻照明的問題，還有鬼影和雜散光的問題。您也可以使光在光學或照明系統中的每個階段進行傳播。這是一個很好的方式來了解光是如何傳播的及為什么光不能完全離開照明系統或它為什么會在它不應該出現的方向上有光。
在建模和模擬光在背光傳播時最大問題是設計多少根光線可以得到可以接受的結果，以及什么時候停止光線可以加速光線追蹤。FRED提供了更多的控制來限制光線追跡數目來減少光線追蹤的時間，包括相交數量、一個面或多個面的相交數、相對和絕對的功率閾值、每個面和每個實體的透射、反射和散射的可能性。就像您在下面的對話框所看到的那樣，可以設定鏡像和散射功率閾值、光線交在一個表面的次數以及父級光源產生的子級光線數上限制。這樣，用戶就可以完全控制來執行分析，你只需要關閉特定的事件來就可以看到問題是否出在鏡像上或散射上。
4.顯示實例
導光管
FRED可以設計各種形狀和大小的導光管，使光從一個或多個光源傳送到一個或幾個目標。大多數導光管是由塑料制成的，由于成型的問題有漏光現象。FRED針對這些光學器件的可視化能力非常優秀。不僅可以直接在軟件中建�；驈腃AD中導入，并且建立LED和白熾燈的模型也十分容易。最后的階段就是追跡通過導光管的光線來分析模型中任意面的輻照度和點位置，光源甚至可以是位圖（Bitmap）或者字母，同時可以進行吞吐量和均勻性的分析。下圖顯示了上面所提到的第一個彎曲光管輸出可能范圍，從點列圖到輻照度圖、彩色圖像分析到強度曲線。
下面的彩色圖像顯示了在導光管的RGB LED設計中普遍存在的一個問題。雖然上面的點列圖描述了所有3彩色LED非常好的均勻性，但是該產品上的顏色圖像分析不會顯示這個。產生顏色非均勻性的問題是因為特定的LED的選擇、視場角和眼睛的視覺響應。
LED照明以及彩色圖像能力
每個波長都有其相關的權重和顏色。在FRED中有內置的波長序列和波長權重工具，如明視覺和暗視覺光譜響應函數。該軟件可以將波長和權重自動地合成來創建一種給定的顏色，這個功能對于分析和設計需要用色度法計算的系統是非常有用的。下圖所示的是在一個面上兩種LEDs的可視化照度圖，還有在一個面上用三個LEDs合成的彩色圖像。
還可以使用FRED的數字化工具來輸入用于二向色性的膜層以及在顯示中的顏色過濾器和抗反射膜層。簡單地找到一個膜層的電子圖像（在線目錄中找或者從文件拷貝中創建一個jpg或bmp文件。然后利用FRED的數字化功能來輸入X和Y的最小和最大點以及將曲線坐標直接導入到一個靜態的膜層屬性中去。
背光顯示
背光可以用在諸多顯示設備中，包括手機、個人數字助理（PDAs）、手表、DVD液晶顯示器、筆記本電腦顯示器、平液晶監視器和許多日常生活中發明的一些新的應用。
液晶投影儀
液晶投影機的是最重要的一個應用，FRED的非序列光線追蹤能力用下圖進行了演示。由弧光燈發射出來的光線分裂為3種RGB顏色并在立方體組合器中重組并創建了計算機顯示圖像。這種應用類型中的許多建模問題已經被寫入到程序中使得模擬這種類型的顯示項目、偏振、多光束路徑、彩色圖像、高級光源建模以及透鏡和反射鏡陣列變得簡單。想要學習更多的關于在FRED中怎樣建液晶投影機系統，可以向我們要“Digital Projector Design with FRED™”（用FRED設計數字投影機）案例說明。
FRED可以對設計的各個方面（弧光源、線柵偏振器、復眼和DMD陣列、顏色濾波器和光束合成器）進行建模來完全地模擬整個LCOS模型。FRED的多功能性、強大的功能性、準確性、建模速度以及光線追跡可視化等特點使得它變成了當今市面上最好的光學模擬軟件。
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