編者的話：對(duì)于“光學(xué)設(shè)計(jì)”，多少人在進(jìn)入照明行業(yè)多年后仍然一知半解，時(shí)常保持敬畏之心；也有的人酷愛(ài)物理，愿意嘗試學(xué)習(xí)甚至轉(zhuǎn)行做光學(xué)設(shè)計(jì)。那么光學(xué)設(shè)計(jì)到底是做什么的？來(lái)聽(tīng)光學(xué)設(shè)計(jì)工程師盧卡說(shuō)道說(shuō)道，做光學(xué)設(shè)計(jì)需要掌握的6種能力是什么？
01對(duì)光學(xué)原理的理解
針對(duì)成像設(shè)計(jì)，要理解基本的像差理論，像質(zhì)判定的方法和圖表等等；針對(duì)非成像設(shè)計(jì)，要理解光學(xué)擴(kuò)展量定義，理解材質(zhì)散射模型等等。更重要的，做任何設(shè)計(jì)之前，是要從原理上判定設(shè)計(jì)的可行性，確定出設(shè)計(jì)的上限，避免一開(kāi)始就定了一個(gè)不可實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
另外，書上的知識(shí)只是很小一部分，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不斷反復(fù)加深理解才是理解理論最關(guān)鍵的部分，當(dāng)你焦頭爛額身心疲憊的完成設(shè)計(jì)，并發(fā)現(xiàn)了一點(diǎn)點(diǎn)規(guī)律時(shí)，突然意識(shí)到“這不就是書里的XXX定理嗎？！”，此時(shí)才能算真正的融會(huì)貫通。
02光學(xué)類設(shè)計(jì)軟件理解和運(yùn)用
這是光學(xué)設(shè)計(jì)工程師的基本能力，每個(gè)工程師都應(yīng)該熟練掌握至少一種光學(xué)設(shè)計(jì)軟件。至于軟件的選擇，隨自己的學(xué)習(xí)環(huán)境和工作環(huán)境選擇即可，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，師兄師姐，同事前輩們用什么，你就學(xué)著用什么。
這一點(diǎn)非常重要，沒(méi)有溝通，你會(huì)多走很多彎路。另外值得注意的是，光學(xué)軟件都是國(guó)外公司編寫的，作為一種專業(yè)性非常強(qiáng)的軟件，其與特定的理論、公式、模型乃至?xí)叨冉壎?，遇到不可理解的?wèn)題時(shí)，不僅要多讀軟件的 Manual ，甚至還需要去查書籍與論文的出處。只有真正理解了，才能更好的運(yùn)用軟件。
03光學(xué)設(shè)計(jì)周邊軟件的運(yùn)用能力
指的是與光學(xué)設(shè)計(jì)相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)、科學(xué)計(jì)算、軟件編程等。機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)于成像設(shè)計(jì)來(lái)講，不僅僅只是出幾張光學(xué)圖紙，還有至關(guān)重要的公差傳遞、雜散光控制等；對(duì)于非成像光學(xué)設(shè)計(jì)則更重要，不夸張的說(shuō)，該類型的設(shè)計(jì)過(guò)程中80%的時(shí)間是在 3D 軟件中進(jìn)行的。
具備科學(xué)計(jì)算和編程能力能夠大幅提升光學(xué)設(shè)計(jì)能力的上限和效率，能否熟練編寫各設(shè)計(jì)軟件的宏語(yǔ)言是區(qū)分入門和高手的一個(gè)重要指標(biāo)。
04對(duì)光學(xué)加工工藝的了解和掌握
設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品必須具備可制造型，這是常識(shí)，但這也是最容易被忽視的地方，在這地方栽跟頭會(huì)造成時(shí)間和成本非常嚴(yán)重的損失。同時(shí)，這也是最容易出現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的地方，新技術(shù)、新工藝的出現(xiàn)能夠使得設(shè)計(jì)空間的邊界被大幅拓展，從而產(chǎn)生新的想法、設(shè)計(jì)，乃至一個(gè)新領(lǐng)域。
另外，檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)技術(shù)也屬于工藝中非常重要的一部分，測(cè)得越準(zhǔn)則加工精度就越高，設(shè)計(jì)-加工（試制）-調(diào)試-檢測(cè)-改進(jìn)設(shè)計(jì)形成閉環(huán)對(duì)提升產(chǎn)品品質(zhì)至關(guān)重要。在我看來(lái)，每個(gè)光學(xué)設(shè)計(jì)工程師都應(yīng)該能夠自己操作測(cè)量設(shè)備。
05對(duì)專業(yè)細(xì)分領(lǐng)域知識(shí)的了解
光學(xué)各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域之間可謂隔行如隔山。即使是看著很相似的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，由于應(yīng)用和需求區(qū)別，關(guān)注點(diǎn)、性能判斷乃至名稱都是不一樣的。一個(gè)簡(jiǎn)單的平凸透鏡，可以作為成像鏡頭中的一個(gè)鏡片，也可以成為一個(gè)汽車頭燈的一部分，還可以用在激光系統(tǒng)中擴(kuò)束整形。
一個(gè)新領(lǐng)域的設(shè)計(jì)需求擺在面前時(shí)，必須同時(shí)去了解該領(lǐng)域內(nèi)的制造工藝、關(guān)注點(diǎn)、法規(guī)、行業(yè)平均水平乃至國(guó)內(nèi)外的差異，每一個(gè)設(shè)計(jì)中的遺漏點(diǎn)都是后期生產(chǎn)中的一顆雷。請(qǐng)對(duì)每一個(gè)領(lǐng)域都保持敬畏。
06動(dòng)手調(diào)試的能力
很少有設(shè)計(jì)能夠一蹴而就，都是一個(gè)個(gè)設(shè)計(jì)-加工（試制）-調(diào)試-檢測(cè)-改進(jìn)設(shè)計(jì)的循環(huán)堆疊而成，沒(méi)有捷徑。設(shè)計(jì)者如果有條件能夠自己下場(chǎng)調(diào)試，一定要抓住機(jī)會(huì)去嘗試，相信我，這樣的機(jī)會(huì)不是在你職業(yè)生涯的每個(gè)階段都有的。從調(diào)試中獲得的細(xì)節(jié)信息會(huì)讓你的設(shè)計(jì)考慮的更周到。
話說(shuō)回來(lái)，并不要求每一個(gè)光學(xué)設(shè)計(jì)工程師都從一而終，職業(yè)路線千萬(wàn)條，找到自己合適的就可以。我見(jiàn)過(guò)算法研究很深的同行轉(zhuǎn)行去做了圖像，也見(jiàn)過(guò)對(duì)行業(yè)理解深刻的同行轉(zhuǎn)去做了產(chǎn)品經(jīng)理，甚至動(dòng)手能力很強(qiáng)的一個(gè)同事經(jīng)營(yíng)了一個(gè)小工廠。
以上，是盧卡根據(jù)多年的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為你展開(kāi)的技術(shù)地圖，對(duì)于一個(gè)光學(xué)設(shè)計(jì)者而言，要求確實(shí)是多方面多維度的，修行的道路蜿蜒而漫長(zhǎng)，需要你有濃厚的興趣和毅力去堅(jiān)持，希望能夠幫助到屏幕前的你。
