Capabilities of ZEMAX Возможности ZEMAX

ZEMAX снабжен двумя разными алгоритмами глобальной оптимизации, каждый из которых предназначен для разных целей. Первый алгоритм, который Вы, вероятно, захотите использовать, называется "Global search" ("глобальный поиск"), и он используется для нахождения новых форм оптической системы, определяемых только заданной оценочной функцией и стартовой схемой. При глобальном поиске используется комбинация генетических алгоритмов, мультистарт, обычный метод наименьших квадратов с демпфированием и некоторая экспертная система для поиска новых форм оптической системы. Алгоритм глобального поиска очень хорош для нахождения перспективных форм оптической системы, однако он обычно не приводит к "конечным" схемам. Для этой цели используется второй алгоритм.

Второй алгоритм называется "Hammer optimization" (оптимизация "методом постукивания"). Конструкторы оптических систем часто говорят относительно оптимизации этим методом как о выколачивании из схемы последнего остатка ее неиспользованных возможностей. Алгоритм "hammer optimization" используется при окончательном поиске оптимального решения для достаточно хорошей стартовой схемы, найденной либо на основании имеющегося опыта, либо с помощью алгоритма глобального поиска. Для использования алгоритма "hammer optimization" требуется только частичная (предварительная) оптимизация схемы и запись оценочной функции в формате ZMX -файла.

Хотя алгоритмы глобальной оптимизации очень полезны, важно понимать, что нет гарантии того, что во всех случаях будет найден истинный глобальный оптимум или что он будет найден хотя бы случайно. Конечно, нет даже способа определить, что какое-либо решение соответствует глобальному оптимуму, даже в том случае, если это решение является наилучшим из найденных Вами (вспомните о масштабе проблемы, сопоставимом с временем жизни Вселенной).

Важно понимать, что нет никакой гарантии того, что во всех случаях будет найден истинный глобальный оптимум или что он будет найден хотя бы случайно.

Оба алгоритма - глобального поиска и оптимизации "методом постукивания" -требуют большого объема вычислений, чтобы быть эффективными. Эти алгоритмы не предназначены для использования в интерактивном режиме, то есть во взаимодействии с конструктором! (Такое взаимодействие обеспечивается при работе с DLS

алгоритмом). Если Вы начали процесс глобальной оптимизации и будете наблюдать за работой компьютера, Вы непременно будете разочарованы; процесс глобальной оптимизации высокоэффективен только в том случае, когда Вы поставили задачу и оставили работать компьютер на много часов или даже на несколько дней, а не на десять минут. Идеальная ситуация - это поставить задачу на ночь, и пусть компьютер осуществляет глобальный поиск или "hammer optimization" в зависимости от Ваших требований всю ночь. А утром Вы можете увидеть полезные результаты.