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이전 블로그 포스팅에서는 LightTools의 최적화 기능을 사용하여 Backlight, Light Guide, Freeform Optic과 같은 조명 애플리케이션을 빠르게 설계하는 데 유용한 방법을 설명했습니다.

이 포스팅에서는 2024.03 버전에 도입된 LightTools 글로벌 최적화 엔진을 사용하여 더 넓은 솔루션 공간을 탐색하는 방법을 알아보고 로컬 최적화 엔진에 추가된 본 기능을 활용할 수 있는 방법을 알아보겠습니다.

How Does It Work?

글로벌 최적화와 광학 설계

설계 엔지니어는 설계 모델의 파라미터를 변경하고 결과 평가 프로세스를 자동화하고 성능 사양을 개선하고 시간을 절약하기 위해 최적화를 사용합니다. LightTools의 글로벌 최적화는 대규모 솔루션 공간을 탐색하여 로컬 최적화를 위한 유리한 시작점을 제공하여 개발에 드는 시간을 절약합니다. LightTools 글로벌 최적화는 간단하고 쉬운 세 단계로 구성되어 있니다. 아래를 참조하십시오.

Step 1: 시작점을 선택하십시오.

시스템 모델을 만들거나 열고 최소한 하나의 변수를 정의하는 것부터 시작하십시오. 예를 들어 대상의 위치 또는 방향, 수신기의 총 전력 또는 CIE 좌표와 같은 Merit function을 선택하십시오.

최적화에서 변수란, 성능 향상을 위해 LightTools가 변경할 수 있는 모델의 파라미터를 (예를 들어 구성 요소의 높이, 길이 또는 곡률 등) 의미합니다. LightTools 대부분의 모델 파라미터는 최적화 변수로 사용될 수 있습니다. LightTools는 각 변수 유형 값의 상한 및 하한에 대한 지능형 기본값을 제공합니다. 이는 글로벌 최적화를 도와주는 Optimizer가 솔루션을 검색하는 위치를 정의하는 데 유용합니다. 

최적화 Merit function은 성능 개선 기준을 설정합니다. 최적화 과정에서 값이 작아질수록 목표값에 가까워지기 때문에 Error function 이라고도 합니다. Merit function을 작성하려면 다음을 사용하실 수 있습니다. 

• 모든 입력 값 및 계산된 실제 넘버 필드
• Illuminance 및 Intensity 결과 데이터
• 개별 광선, 광선 팬, 광선 그리드
• 사용자 정의 맞춤형 성능 기준 

LightTools 글로벌 최적화는 페널티 제약 조건을 지원합니다. 이를 통해 렌즈의 두께가 0 이하로 최적화 되는 등 Merit Function의 일부로 평가되는 단면적인 제약 조건을 정의할 수 있습니다.

Step 2: 글로벌 최적화를 실행하십시오.

LightTools 글로벌 최적화가 디자인을 검색하도록 두십시오. 이 기능은 추가적인 로컬 최적화와 하나의 글로벌 미니멈을 위한 더 나은 시작점을 제공합니다.

Step 3: 결과를 검토하고 개선하여 최종 디자인을 완성하십시오.

입력값을 수정하고 최적화를 다시 실행하여 원하는 결과를 얻을 수 있습니다. LightTools 글로벌 최적화는 새롭고 향상된 구성을 찾거나 결국 원래 구성이 최고인지 최종적으로 비교 및 확인할 수 있습니다.

When Should I Use Global Optimization?

글로벌 최적화는 언제 사용해야할까요?

글로벌 최적화 엔진은 파라미터 공간이 잘 정의되어 있을 때 가장 잘 실행됩니다. 다음과 같은 경우에 글로벌 최적화를 고려하십시오. 

• Merit function가 여러 개의 최소값을 포함하고 있을때
• 파라미터 공간의 차원이 높을때
• 파라미터 공간이 넓고 로컬 최적화를 시작하기 위한 일반적인 시작점을 알 수 없을때

글로벌 최적화는 파워풀한 최적화 방법이지만 모든 시스템 설계에 대한 포괄적인 솔루션은 아닙니다. 수많은 변수와 Merit function으로 검색 공간을 과도하게 확장하고 좋은 솔루션을 찾기 위해 글로벌 최적화를 실행하는 것은 바람직하지 않습니다. 

이에 반해, 동시에 최적화해야하는 변수가 많은 시스템에는 글로벌 최적화를 사용하는 것이 좋습니다. 글로벌 최적화는 Merit function에 개별 변수 방향을 따라 상대적 최소값을 가지고 결합 변수 방향이 불안정한 안장점 (saddle point)이 포함되어 있는 경우에도 도움이 될 수 있습니다. 

Learn More About LightTools Global Optimization

LightTools 글로벌 최적화에 대해 상세히 알아보기

LightTools 2024.03 버전은 사용자가 더 넓은 솔루션 공간을 탐색할 수 있도록 설계된 혁신적인 글로벌 최적화 엔진을 도입했습니다.

이는 로컬 최적화 엔진의 기능을 보완하는 새로운 최적화 방법으로 설계의 시작점과 파라미터가 불확실할 때 특히 유용합니다. 이 새로운 엔진은 잘못 정의된 시작점을 합리적인 설계로 변환하여 로컬 최적화 및 설계 개발 가속화에 도움이 될 수 있는 더 나은 시작점에 한층 더 가까이 다가갈 수 있도록 도와줍니다. 

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