Options
2000
Diploma Thesis
Titel
Computergestützte Visualisierung eines optischen Linsensystems
Abstract
In vielen Bereichen der Industrie kommen in letzter Zeit vermehrt Head-Up-Displays (HUDs) zum Einsatz. Derartige Systeme werden bereits seit geraumer Zeit in Flugzeugen verwendet, um wichtige Daten in den Sichtbereich des Piloten zu projizieren. Um die Entwicklung derartiger Systeme kostengünstiger zu gestalten, ist es sinnvoll, mit Hilfe einer geeigneten Software ihre optischen Eigenschaften simulieren und testen zu können. In Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit sollte eine Simulationssoftware für optische Systeme entwickelt werden. Ein solches System kann aus einer beliebigen Anzahl verschiedener, geeignet angeordneter optischer Elemente bestehen. Für die einzelnen optischen Elemente sollte eine Darstellung gewählt werden, die es erlaubt, die jeweiligen Parameter wie z.B. Brechungsindex, Radius etc. frei zu wählen. Als abzubildender Gegenstand wurde ein zweidimensionales Objekt aus diskreten Bildpunkten (z.B. LCD- Display) angenommen. Die Abbildung sollte auf einer Mattscheibe entstehen, die ebenfalls als zweidimensionale Fläche angenommen wurde. Sowohl für die optischen Elemente als auch für Display und Mattscheibe wurden jene Parameter herausgearbeitet, die für eine Simulation mit Hilfe des Softwaresystems relevant sind. In der Arbeit wurden drei unterschiedliche Lösungsansätze zur Entwicklung einer entsprechenden Software diskutiert: a) Strahlverfolgung durch das optische System mit Hilfe einer speziell angepaßten Raytracing Software b) Berechnung eines Ergebnisbildes ohne Strahldurchrechnung mit Hilfe der Parameter des optischen Systems c) Anbindung einer vorhandenen, marktüblichen Raytracing Software und automatische Generierung einer entsprechenden Szene. Der letztgenannte Lösungsansatz wurde nach einer ausführlichen Diskussion der Vor- und Nachteile für die prototypische Implementierung ausgewählt. Bei der Ausarbeitung des zugrundeliegenden Konzepts wurden sowohl die Mindestanforderungen, die an das Programmsystem zu stellen sind diskutiert, als auch Verfahren zur Realisierung des Systems. Hierzu zählten unter anderem die softwaremäßige Darstellung der optischen Elemente, die Erzeugung des erzeugten Ergebnisbildes sowie die Benutzungsschnittstelle. Darüber hinaus wurde auf die Implementierung des Prototypen sowie die verwendeten Hilfsmittel und -Programme, z.B. POVray, Flex und Bison eingegangen.
ThesisNote
Darmstadt, FH, Dipl.-Arb., 2000
Verlagsort
Darmstadt