Way of light. Uživatelská příručka

Transkript

1 Way of light Uživatelská příručka

2 Obsah 1 Instalace a spuštění Portable verze ClickOnce instalace Uživatelské prostředí Práce s plátnem jako se souborem Editace plátna a objektů plátna Přidání objektu plátna Výběr materiálu Editace zdroje Editace bloku Rovinné zrcadlo Sférické zrcadlo Lomené zrcadlo Parabolické zrcadlo Optický hranol Čočka Řízení simulace Nastavení

3 1 Instalace a spuštění Nejdříve nutno upozornit, že aplikace je určena pouze pro operační systém Microsoft Windows. Na jiných operačních systémech tuto aplikaci nespustíte. Nyní přejdeme k přípravě ke spuštění. Nejprve ze všeho je nutné mít v počítači soubor s aplikací - WayOfLight.zip. Buď jej už máte a právě z něj čtete tento manuál, nebo si jej můžete stáhnout z následující webové adresy: Po stažení souboru je nutné tento soubor rozbalit (extrahovat). Poté můžeme přejít k dalšímu kroku, jímž je spuštění. Aplikaci je možno spustit dvěma způsoby. Buď ji můžete spustit přímo, bez jakékoli instalace, nebo můžete aplikaci nainstalovat a dostávat tak průběžné aktualizace. 1.1 Portable verze Portable neboli přenosná verze je spustitelná přímo, bez jakékoli instalace. Spustitelný soubor se nachází v podadresáři Portable a jmenuje se WayOfLight.exe. Ke spuštění této verze aplikace musíte mít na počítači, na kterém chcete tuto aplikaci spouštět, nainstalovaný Framework.NET Pokud jej nainstalovaný nemáte, při spuštění na vás vyskočí chybová hláška. Framework.NET můžete stáhnout z adresy S touto verzí aplikace můžete normálně pracovat, avšak nedostanete automaticky žádnou aktualizaci a není tudíž zaručeno, že soubory pláten, které vytvoříte, bude možné na jiném počítači otevřít (a naopak, cizí plátna nemusí být možné otevřít na vašem počítači). 1.2 ClickOnce instalace Aplikaci je možné nainstalovat, a to pomocí technologie ClickOnce. Výhod této instalace je několik, ta největší je, že se bude aplikace automaticky aktualizovat, pokud bude vydána novější verze. Instalační soubor se nachází v podsložce ClickOnce a jmenuje se WayOfLightSetup.exe. Při instalaci budete vyzváni, jestli chcete aplikaci opravdu nainstalovat a ke konci vás bude systém varovat, že se jedná o neověřenou aplikaci. Potvrďte spuštění a aplikace je nainstalována. Na plochu se vám umístí zástupce na aplikaci a aplikace se vám otevře. Pokud bude vydána nová verze aplikace, budete na to upozorněni při příštím spuštění aplikace a pokud budete chtít, můžete aplikaci aktualizovat. 3

4 Obrázek 1 - Uživatelské prostředí 4

5 2 Uživatelské prostředí Uživatelské prostředí (zobrazeno na obrázku 1) je rozděleno na tři části horní menu/lišta, pravý postranní panel a plátno. Přes horní lištu můžete načítat a ukládat plátna nebo se dostat do nastavení. Na pravém postranním panelu se řídí celá simulace nastavují se parametry objektů plátna a spouští se simulace. Na plátnu se potom zobrazuje výstup. 3 Práce s plátnem jako se souborem Obrázek 2 - Nabídka Soubor v horním menu Plátno se dá považovat jako soubor, a tudíž se s ním dá taky jako se souborem pracovat. Můžete vytvořit nový nebo jej otevřít, uložit, uložit jako nebo zavřít. Soubory plátna mají příponu.wlc (Way of Light Canvas). 5

6 4 Editace plátna a objektů plátna Všechny změny se provádějí na pravém postranním panelu. Na obrázku 3 je vyobrazena část postranního panelu, na které se tyto změny provádějí. V horní části můžete vidět část, kde se upravuje samotné plátno jeho název, rozměry a materiál pozadí. Zbytek je pak tvořen částí, na které se upravují jednotlivé objekty plátna. V rozbalovacím seznamu si vyberete objekt plátna, který chcete editovat. Tlačítkem se zeleným plus můžete přidat objekt plátna, červeným křížkem můžete zvolený objekt odebrat. Pod rozbalovacím seznamem se zobrazuje typ objektu buď zdroj, nebo blok. Níže se nachází pole pro změnu atributů společných pro všechny bloky. Prvním je zaškrtávací políčko určující, zda je objekt plátna ukotven. Pokud objekt plátna není ukotven, pak se nezařazuje do počítání simulace a má pozměněné vykreslování (zdroj je poloprůhledný a blok má tečkované okraje). Dále je zde textové pole pro změnu názvu objektu plátna a dvojice polí pro změnu pozice objektu. Úplně poslední, dole, se nacházejí pole pro změnu atributů jednotlivých objektů plátna. Každý objekt plátna má navíc další atributy, Editace těchto atributů bude popsána později. Obrázek 3 - Část postranního panelu 6

7 4.1 Přidání objektu plátna Po kliknutí na tlačítko se zeleným plus se vám zobrazí formulář (obrázek 4), ve kterém si navolíte, jaký typ objektu plátna chcete přidat. Tato volba se nedá později změnit, můžete jen objekt odstranit a přidat nový. Obrázek 4 - Výběr typu objektu plátna 7

8 4.2 Výběr materiálu Materiál se zobrazuje u plátna nebo u hranolu jako na obrázku 5. Materiál je vypsán do textového pole, které není editovatelné. První se vypíše název materiálu a poté hodnota indexu lomu materiálu pro zelené světlo (595 THz). Obrázek 5 - Zobrazení materiálu s tlačítkem pro změnu Napravo od tohoto textového pole se nachází tlačítko, které vyvolá formulář vyobrazený na obrázku 6. Obrázek 6 - Formulář pro výběr materiálu V tomto formuláři je nutno vyplnit hodnoty Sellmeierových koeficientů korespondující ke správné Sellmeierově rovnici. To je velmi důležité Sellmeierova rovnice má více úprav a hodnoty koeficientů z jiné rovnice by nefungovaly. Dobrý zdroj optických vlastností materiálů a tudíž i Sellmeierovch koeficientů je webová stránka Pokud nejste se Sellmeierovými rovnicemi obeznámeni, nebo si vystačíte se čtyřmi základními materiály (vakuum, vzduch, voda, sklo) tak můžete kliknout na tlačítko načíst předdefinované a vyberete si jeden z těchto předdefinovaných materiálů. Aplikace už za Sellmeierovy koeficienty dosadí ty správné hodnoty. 8

9 4.3 Editace zdroje Zdroj má navíc atributy směr a barvy světla. Směr určuje směr, kterým zdroj vysílá svůj paprsek. Barvy světla jsou zaškrtávací políčka. Spektrum světla je v tomto programu rozděleno na dvanáct frekvencí (barev). Zaškrtáváním jednotlivých barev si můžete navolit výslednou barvu světla. Obrázek 7 - Editace zdroje 9

10 4.4 Editace bloku Blok je pouze souhrnný pojem pro všechny zrcadla a hranoly. Zrcadlem se myslí blok, který pouze odráží světlo, zatímco hranolem jsou myšleny všechny bloky, které jsou tvořeny nějakým materiálem, tedy optický hranol nebo čočka. Co se navíc na postranním panelu vypisuje, je typ bloku a jeho speciální typ, což může být zrcadlo - kulové zrcadlo nebo hranol - čočka. Podle toho se potom zobrazují pole pro editaci atributů jednotlivých bloků. Ty jsou popsány níže Rovinné zrcadlo Obrázek 8 Editace Rovinného zrcadla Obrázek 9 - Rovinné zrcadlo Na obrázku 8 jsou vidět pole pro zadávání atributů rovinného zrcadla. To má kromě základních navíc dva atributy délku a natočení. Referenční bod zrcadla, tedy atribut pozice, je středem rovinného zrcadla. Zrcadlo se při změně délky prodlužuje nebo zkracuje na obě strany rovnoměrně a natáčí se kolem svého středu Sférické zrcadlo Obrázek 10 - Editace sférického zrcadla Obrázek 11- Sférické zrcadlo Sférické zrcadlo má, jak je vidět na obrázku 10, navíc tři atributy poloměr, úhel ohybu a natočení. Poloměr udává poloměr kruhového oblouku, který tvoří zrcadlo, úhel ohybu je úhel zakřivení mezi začátkem a koncem kruhového oblouku, který zrcadlo tvoří. Natočení pak udává úhel, o který je celé zrcadlo pootočené. Referenčním bodem zrcadla (tedy atribut pozice) je střed kruhu, ze kterého je zrcadlo tvořeno. 10

11 4.4.3 Lomené zrcadlo Obrázek 12 - Editace lomeného zrcadla Obrázek 13 - Lomené zrcadlo Lomené zrcadlo je tvořeno dvěma zrcadly, které spolu svírají určitý úhel. Tento úhel je v aplikaci nazván vrcholový úhel. Délka ramene je velikost zrcadel, které lomené zrcadlo tvoří a natočení označuje úhel natočení lomeného zrcadla. Referenční bod je bod zlomu neboli průsečík obou zrcadel Parabolické zrcadlo Obrázek 14 - Editace parabolického zrcadla Obrázek 15 - Parabolické zrcadlo Parabolické zrcadlo má navíc atributy ohnisková vzdálenost, sečná vzdálenost a natočení. Ohnisková vzdálenost udává vzdálenost ohniska paraboly od jejího vrcholu, nebo taky míru otevření paraboly. Sečná vzdálenost je vzdálenost od vrcholu paraboly po pomyslnou sečnou přímku, kterou je parabola ukončena. Natočení udává, jak je parabolické zrcadlo natočené. Hodnota 0 znamená, že je zrcadlo otočené doprava. Referenčním bodem parabolického zrcadla je jeho ohnisko. 11

12 4.4.5 Optický hranol Obrázek 16 - Editace optického hranolu Obrázek 17 - Optický hranol Optický hranol je rovnoramenných trojúhelníkem. Referenční bod optického hranolu je jeho těžiště. Optický hranol je definován mimo jiné atributy materiál, vrcholový úhel, výška a natočení. Materiál udává vlastnosti materiálu, zejména jeho index lomu. O zadávání materiálu jste se již mohli dočíst dříve. Vrcholový úhel je úhel, který svírají dvě strany trojúhelníku, ze kterého je optický hranol vytvořen. Výška je kolmá vzdálenost vrcholu (ten vrchol, u něhož se mění úhel) k protější straně. Natočení je úhel, o který je optický hranol pootočený. Při hodnotě natočení 0 optický hranol stojí na základně, jak je vidět na obrázku Čočka Obrázek 18 - Editace čočky Obrázek 19- Čočka, rozptylka Čočka má mnoho dalších atributů. Jsou jimi materiál, dva poloměry, vzdálenost středů, maximální výška a natočení. Poloměry určují zakřivení stran čočky, vzdálenost středů hraje hlavní roli u nastavování typu čočky spojka (dutovypuklá nebo dvojvypuklá) nebo rozptylka (vypuklodutá nebo dvojdutá). Není možné vytvořit ploskoduté ani ploskovypuklé čočky. Maximální výška omezuje vertikální velikost čočky na obrázku 19 je takto shora a zezdola oříznuta rozptylka. Natočení určuje úhel, o jaký je čočka otočená. Referenční bod čočky je bod, který rozděluje pomyslnou úsečku mezi středy zakřivení v polovině. 12

13 5 Řízení simulace V horní části pravého panelu se nachází skupina tlačítek a jedno zaškrtávací políčko, jimiž se řídí průběh simulace (zobrazeno na obrázku 20). Obrázek 20 - Ovládací prvky pro řízení simulace Tlačítko přepočítat vypočítá dráhy paprsků a vykreslí je na plátno. Zaškrtávací políčko Automatické přepočítávání je ve výchozím stavu zaškrtnuté. To znamená, že se při každé provedené změně plátno přepočítá a vykreslí. To by ale nemuselo být nejlepší pro počítače s pomalým procesorem, kdy by přepočítávání trvalo příliš dlouho a mělo tak značný dopad na plynulost celé aplikace. Proto je zde toto zaškrtávací políčko, které umožňuje vypnout automatické přepočítávání při každé změně a zrychlit tak chod aplikace. Následují tři tlačítka pro řízení animace. První započne animaci, druhé ji ukončí a třetí animaci obnoví, pokud byla ukončena. Jako poslední je zde tlačítko, které vyčistí plátno od paprsků tak, že na něm budou jen čisté bloky a zdroje, které nevyzařují paprsky. 13

14 6 Nastavení Obrázek 21 - Nastavení K nastavení se lze dostat přes horní lištu (menu), záložka Možnosti a poté Nastavení. Tím se otevře dialogové okno s nastavením. V nastavení lze měnit mnoho atributů, ty nejdůležitější jsou zmíněny v následujících odstavcích. Jedna z nejdůležitějších hodnot je minimální intenzita. Čím je nižší, tím déle trvá počítání tedy čím vyšší má hodnotu, tím kratší dobu simulace trvá, ale zato bude simulace méně kvalitní. Dalším důležitým atributem je zobrazování základních bodů, jako je střed kulového zrcadla nebo ohnisko parabolického zrcadla. To je implicitně zapnuté, ale dá se v nastavení vypnout v případě, že by tato funkce příliš rušila. Dále je možné zapnout nebo vypnout antialiasing. Při zapnutém antialiasingu jsou hrany objektů vykreslovány hladce, ale vykreslování trvá delší dobu. Naopak při vypnutém antialiasingu bude obraz mírně kostičkovaný, vykreslování však bude rychlejší. V záložce Animace je možné změnit rychlost animace a počet snímků za sekundu při animovaném počítání. Nakonec, v záložce Jednotky můžete změnit výchozí zobrazování jednotek úhlu na stupně nebo radiány. 14