---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---2004年5月第30卷第5期---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---以捷径法提高射线追踪效率黄沛霖王钢林武哲（北京航空航夭大学航空科学与工程学院，北京100083）摘要：为改善计算效率，提出了一种捷径法对射线追踪法进行改进.射线追踪的计算时间主要耗费在求交判新上.通过实际计算并记录一条射线管的轨迹，作为其后若干条射线管求交计算的优先参考，避免了再次进行漫无目的的遍历式求交，从而大量滅少进行实际计算的鈔线管数量，节省射找求交运算时间.经编程计算验证，该优化算法能够在保证相当精度的前提下，大幅度提高肘戋追踪法的计算效率，具备一定的实用价值.关键词：耦合；射线迹径；效率：V218文献标识码：A；1001・5965（2004）05.0425・04UseshortcuttracemethodtoimprovetheraytraceefficiencyHuangPeilinWangGangliaWuZhe(SchoolofAeronauticScienceandTechnology,Bei激ngUniversityofAerunauticRandAstronautics,Bei激ng100083»China)Abstract:Themostpartofcalculatingtimeinthetraditionalraytracemethodisontheintersectjudgment,soupgradingonthisprocessisthekeytoimprovethemaincalculatingefficiency♦Anewtechniquenamedshortcutmethodwaspresentedbasedonthefactthatmostnearbyraystookasamereflectiontrace・Sooneraywasreallycal-culatedanditstracecalledshortcutwasrecordedasthereferencetogivedirectiontootherraysnexttoit.Theover-whelmingsearchfortheintersectpointwasavoidedandthenumberofthereallycalculatedrayswasreducedalot.Byprogrammingexamination,theoptimizationarithmeticisprovedtobefairlyprecise,remarkablyefficient>ndalsopractical・Keywords:coupling;raytrace;efficiency---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除------本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---1射线追踪法射线追踪法ur是处理耦合散射问题的经典方法之一，其根本思路为:将入射电磁场离散成为尺寸符合高频假设的射线管，每条射线管经一次或多次反射后，在最终反射点上由物理光学法求出其远场区散射电场，最后在远场区叠加所有射线管的散射场得到总的后向散射场.从而解决了经典髙频法不能处理耦合散射效应的问题.射线追踪法的局限性主要源于以下两方面：1）射线管数量和目标表面面元数量的海量.例如:假设从照射方向上某冃标的外边界矩形的尺寸为ax6（即射线追踪的初始口面尺寸），射线管尺寸（以正方形射线管为例）为边长匚八总的射线管总数为響，另设目标表面面元数量为勺,每条射线管平均反射次数为叫.按照传统的射线追踪方法，需要将所有的射线管依次与所有的目标面元进行求交计算，则总的求交次数为npx評x%.—方面在目标尺寸较大或目标表面复杂的悄况下出于对目标拟合精度的需要使得np往往十分巨大，出现数万甚至数十万的面元也是很正常的悄况；另一方面出于符合高频假设的需要，射线管的尺寸需要满足小于波长的十分之一，例如对于经常用于计算的0.032m波长的入射波,其射线管边界尺寸需要小于0.0032m.计算一个边界矩形尺寸为0-5mx0.5m的中型目标，射线管的数量也需要超过24000条，假设=50000,叫=2,则总的求交次数为24亿次.相比之下射线追踪法的其它运算:建立射线总口面、分割射线管、物理光学求解每条射线管的远场散射、叠加总散射场等所耗费的计算时间可忽略不计（图1为在CPU为Athlonl600+的计算机上进行的实验结果，说明了这一点）.2）对于每一条射线管,在一次反射中求交判断次数为"•但实际上毎条射线管在每一次反射中仪会与一个面元相交，即50000次求交运算中仅有一次有效.因此射线追踪法的效率是极其低下的，大部分的计算时间实际上损耗在无效的求交计算上.不同于以往的优化方法”"，笔者通过直接改进求交方法使射线管循捷径快速找到正确的相交面元，提出了一种改进算法：捷径法•大量削减了无效求交计算，大幅度提高了射线追踪法的计算效率，并得到实际计算实例的验证....