РОС - программа расчёта оптики телескопов

[ekvi]

А куда с первой страницы исчезли ссылки на кучи программ? Еще в августе 2020 там всё было на месте. Или это неудачное слияние Наши программы расчета оптики телескопов и РОС?

Христос заповедовал: "Даром получили - даром отдавайте!"  - и выросли иждивенцы. В Рейке же всё наоборот: чем больше человек платит, тем больше он дорожит приобретённым. "Удобную религию придумали индусы!"
Н.Н. Платошкин как-то заметил: "В стране давно свирепствует капитализм, а старики думают, что всё ещё живут в социализме". Вот и я присмотрелся: кругом всё чужое, а забугорные вообще только ждут случая, чтобы нас сожрать.
Софт и пр. наработки выкладывались для дальнейшего развития, но желающих не нашлось.
Так что контент удалён сознательно: "лафа" закончилась, и дом остаётся пуст.

[Astra-24]

При 1 : 6 для визуала - просто сфера с 2х-линзовым корректором Чуриловского (или Росса - для ино-поклонников).

Владимир Ильич! 
Перенёс Ваши данные Ньютона с корректором Чуриловского в Земакс, - отлично! https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,105909.msg5185271.html#msg5185271
В данных нулевое поле. Задал, как принято у визуальных Ньютонов, невиньетированное поле диаметром 6 мм.
Тогда потребовалось увеличить толщину второй, положительной линзы корректора вдвое из-за увеличения её диаметра до 48 мм, оптимизировать не смог (менял наружные радиусы линз корректора и его положение вдоль оси).
Что поправить?

[ekvi]

Задал, как принято у визуальных Ньютонов, невиньетированное поле диаметром 6 мм.

см. илл.
Толщиной второй линзы можно уменьшить хроматизм увеличения и пятно на краю поля с 7 до 6 мкм.
В Земаксе легко оптимизировать: отмечаете Ctrl+Z оптимизируемые параметры, задаёте стандартную целевую ф-цию - и вперёд!

[Astra-24]

Видимо, я бестолково вопрос задал.
В таблице параметров диаметр линз корректора под нулевой диаметр поля. Когда в Земакс перенёс данные с таблицы - всё сходится.
В фокальной плоскости задаю невиньетированное поле диаметром 6 мм, Земакс автоматически увеличивает диаметр линз корректора под заданное поле.
И если с первой, отрицательной линзой ничего не происходит, кроме увеличения диаметра,
то со второй, положительной происходит выворачивание наизнанку наполовину:
при сохранении толщины и радиусов линзы происходит рост диаметра её первой поверхности и наворачивание на вторую поверхность
(как свитер начали выворачивать наизнанку, но остановились). На рис цветом помечена вторая поверхность.
И чтобы привести в физический вид, увеличиваю толщину линзы (при уже возросшем автоматически диаметре),
и тогда пропадает дифракционная картинка, которую не сумел вновь оптимизировать.

[ekvi]

(как свитер начали выворачивать наизнанку, но остановились)

С "выворачиванием" всё понятно: при расчёте программа "прощает" наш недосмотр и выдаёт красивый результат.
В РОС диаметры не задаются, а рассчитываются программно, с учётом поля - т.е в РОС виньетирование априори исключено.
Чтобы Земакс не "умничал", в РОС задайте 0-поле и передайте в Земакс диаметры линз для 0-поля - тогда для заданного линейного поля Земакс добавит линзам реальные невиньетированные диаметры.

[ekvi]

Но если асферизовать ГЗ до параболы (всего-то d30 = 1 мкм или 0.25 мкм - от ближайшей сфеы сравнения), то поле расширяется в 2.5 раза:

[Astra-24]

Оптимизировал в Земаксе по первоначальным данным (от 1.11.20г.)


Сравниваются ЧКХ:  Чуриловского-Ньютона с ГЗ 250 мм (сфера, параметры в файле ниже) и Ньютон с ГЗ 250 (парабола),
т.е. обе схемы с одинаковым радиусом ГЗ и сопоставимой длиной трубы.
Экранирование задано одинаковое - 42 мм, 
поля: синим - нулевое, зелёным - диаметром 6 мм, красным - угловой диаметр 0.5 градуса.

По центру и полю Ньютон лучше (с учётом, что у него фокус системы меньше).
В центре у Ньютона ЧКХ на дифракционном лимите, у Ч-Н его не достигает.
По полю кома у Чуриловского-Ньютона напоминает схему Долла-Кирхема.

[ekvi]

Сравниваются

У сферического Ньютона Чуриловского - видно по стрелкам (6.9 - 0.1 = 6.8 > 5 мм толщины линзы) при поле 9 мм "+" линза "вывернута". Поэтому эта ОС действительна - и по геометрии, и по качеству - только для поля Lw*2 = 6 мм.
Общепринято ( и Глеб1964 настаивал на этом) графики полихромЧКХ считать для каждой линии спектра. Однако ценнее интегральный показатель качества, который может быть представлен одним графиком полиЧКХ, который выдаётся в РОС. Там же, над каждым графиком выдаётся псевдо-Кш (К2 = отношение площади реального графика чкх к площади графика идеальной ЧКХ), сопоставляя которые можно оценить "мощности" систем (1илл).
Более убедительны "объёмные" ЧКХ (2 и 3 илл): у сферы объём вырождается в плоскость уже на краю поля 3 мм, а порабола даже на краю поля 8 мм (всё поле - 16 мм) успешно сопротивляется астигматизму. Это объясняется тем, что в сферической ОС 2LK приходится бороться с 4 аберрациями - сферичкой, комой, астигматизмом и кривизной поля, а в параболической системе - только с полевыми аберрациями (последними тремя), причём самая из них "тяжёлая" - сферичка - у параболоида устранена.

[ekvi]

Перестроил алгоритм дифр-тестирования с когерентного излучения на обычное и задумался: "А что это дало в деле объективности оценки качества оптики? Да: стало выглядеть реалистичнее. Но что может быть точнее теста в монохроме?! Нам ведь не натурализм, а объективность нужна."
В качестве подопытного выбран параболоид Ф 350, F/D = 1750/350 = 5. Как известно из практики наблюдений поле у такого объектива - порядка 3-5 минут, т.е. 2 - 3 мм - это видно по пятну рассеяния, и "когерентный" тест это подтверждает, каким бы непривычным он не выглядел.
1 - параметры рефлектора, 2 - тест в когерентном свете, 3 - в обычном.

Пока решаюсь. Если не найду ошибку в программном коде или в методике нового теста, придётся отказаться от "рисования тест-объектов кружком Эйри", а получать их по-прежнему - через БПФ из синтезированных зрачковых функций.

[Astra-24]

В качестве подопытного выбран параболоид Ф 350, F/D = 1750/350 = 5. Как известно из практики наблюдений поле у такого объектива - порядка 3-5 минут, т.е. 2 - 3 мм

В Земаксе для той же параболы (без экранирования) и линейными полями в фокал. плоскости диаметром в 1, 2 и 3 мм.
По Земаксу - практически в дифракционном пределе.

[ekvi]

По Земаксу - практически в дифракционном пределе.

Земакс - эка невидаль! - см. в РОС: намного богаче и объективней! (Кш = f(Lam) - для центра поля).

[ekvi]

А здесь - Кш  = 0.37 и ЧКХ на краю поля (Lw = 3 мм)

[ekvi]

Найдена ошибка в программном коде и устранена (см. илл.).
Сама методика, предложенная Глебом, верна.

[NotSodern]

Может, форумчане подскажут.
У кого какие будут соображения и предложения на счёт, куда нам, "крестьянам", подаваться со своими программами?

1) нужно популяризовать программу. Сделать сайт англ+рус. Сделать мануал на английском. Сделать стартап. предложить бесплатную/очень дешевую версию ВУЗам/любителям. дешевую версию фрилансерам и НИИ, чуть более дорогую коммерческим компаниям. дешевую относительно основных программ. сделать на английском видео обзор основных возможностей программы, гайды для начинающих, выложить на ютуб(либо расписать на сайте). протестировать сайт на новичке что бы понять нет ли где белых пятен в гайдах. вывесить цену на сайте поскольку это одно из основных преимуществ.
добавить непоследовательный режим для осветительной оптики и специальные поверхности(диф решетки к примеру) если нету. добавить возможность контроля софта через питон и/или макросыю добавить архив примеров из разных областей применения
Демо версия без ограничения/минимальным ограничением функционала длительностью месяц.
Возможно предложить совместную работу отечественным САПР компаниям. Аскон, T-FLEX может еще ктото есть.
сделать топик на основных площадках где люди обсуждают астрономическую оптику. ру, англ, герм, фр итд
к сожалению думаю что просто передать чтото в хорошие руки не выйдет. как не вышло у разработчиков другого отечественного софта расчета оптики.
кстати Кеннет Мур говорил как то что был соло программистом в земакс в течении 20-25 лет чтоли. скорее всего остальные обязанности тоже висели на нем поначалу.
2) либо альтернативный вариант выложить программу на гитхаб. хотя все равно требует многое из 1го пункта. что бы получить определенную известность, иначе будет пылиться

Ещё М.М. Русинов отмечал, что, не смотря на головокружительное ускорение, компьютеры позволили ускорить разработку ОС только в 2-3 раза (?!).

думаю сейчас цифры значительно иные. к примеру предположу что в те годы врядли расчетчики занимались чем то основательно кроме расчетов, плюс нередко несколько человек над одной задачей(как Вы и написали). Сейчас не редко инженер может быть и расчетчиком, и механику проектировать под прибор, и доработку напильником механики делать, и юстировку, писать программы. конечно комбинации могут быть разные, но на лицо значительное расширение требований вширь. и понятие средний объектив сейчас думаю иное чем в ранне компьютерную эпоху. поскольку требования к приборам постоянно растут

[ekvi]

1) нужно популяризовать программу...
Кеннет Мур говорил как то что был соло программистом в земакс в течении 20-25 лет

Большое спасибо за щедрый отзыв!

требования к приборам постоянно растут

Ожидания чуда от оптики всегда были завышенными: см. "О возможном и невозможном в оптике" Г.Г. Слюсарева.

[ekvi]

Проверим, "насколько страшна кома, как её малюют"?
1 - тестФото кольцевой туманности,
2 - дифракционное изображение кольцевой туманности через параболоид, построенное на краю поля, Lw = 6 мм,
3 - дифракционное изображение того же фото, построенное через параболоид с 3-х линзовым корректором на краю поля, Lw = 6 мм.

[ekvi]

А здесь:
1 - тест параболоида по 7 дифракционным тест-объектам на краю поля, Lw = 6 мм,
2 - тест по 7 дифракционным тест-объектам параболоида с 3-х линзовым корректором на краю поля, Lw = 6 мм.
Как можно видеть: без коррекции полевых аберраций фон на изображении тест-объектов поднимается в несколько десятков раз.

[NotSodern]

Машина мыслит цифрами, работает она под управлением инерционного командира - человека. Вот когда ЭВМ научится мыслить образами, вот тогда и получим настоящее ускорение.

не про образы, но возможно будет интересно https://www.researchgate.net/publication/260850029_Man_versus_Machine_a_Lens_Design_Challenge

[ekvi]

не про образы, но возможно будет интересно

С работами Дона Дилворса меня познакомил Д.А. Серёгин.
Дон - ещё тот "фокусник": до сих пор оптимизацию ведёт методом "разделения переменных",  а попросту говоря, оптимизирует "методом Зайделя", т.е. находит приближённое решение, используя алгебраический метод решения системы 7 линейных уравнений - 2-х хроматических сумм и 5 монохроматических аберраций, а затем оптимизирует полученную систему одним из известных "локальных" или "глобальных" методов.
Именно поэтому ему нравится разрабатывать систему, первоначально составленную из плоскопараллельных пластин: через секунду пластины превращаются в линзы и начинаются их метаморфозы.
В статье по Вашей ссылке Дон показывает, как его программа выдаёт различные варианты 10-8 линзового объектива за 15-20 минут после оптимизации "глобальным" методом отжига, сравнимые по качеству с объективами, разработанными оптиком Шафером с 40-летним стажем.
Если к алгебраическому методу добавить метод "композиции ОС" М.М. Русинова, то у машины прибавится ещё одна "извилина". Но до "кормчего" (Шафера, например) ей всё ещё будет о-очень далеко!

[NotSodern]

На 8 линзовых его программа дала несколько решений, плюс он использовал только одно ядро. Так что тут скорее победа машины. На 7 линзовых он признал поражение.
Конечно программа пока лишь инструмент, а не работник. Но софт сглаживает в какой-то мере разницу между опытным и неопытным оператором.