ZEMAX | ZOS-API、ZPL 和 DLL 之间的区别

宇熠科技 2021年11月3日浏览：1582

本文对 ZOS-API、ZPL 和DLL 进行了比较。我们将会对与 OpticStudio 的互联、代码执行、语句和数据存取与处理这些方面进行解释说明。

概述

在 OpticStudio 中，用户可以通过编程 (Programming) 选项卡访问 OpticStudio 的编程功能，如 Zemax编程语言( ZPL )、应用程序编程接口 ( ZOS-API )和动态链接库 ( DLL )。每种编程方法都有其独特的特点。本文描述了这三种编程功能的特点和区别。

ZOS-API 和 ZPL之间的区别

ZOS-API 和 ZPL 在许多方面都有所不同，包括它们的语句、应用程序和运行环境。以下部分将提供这两种编程方法的概述，并详细描述这些差异。

什么是 ZOS-API?

ZEMAX | ZOS-API、ZPL 和 DLL 之间的区别的图5

ZOS-API 是一个应用程序接口，它是为使 OpticStudio 能够支持与其它应用程序的连接和自定义而开发的。虽然 ZOS-API 依赖于 COM 接口，但它来源于.NET库，因此可以使用任何能够访问API库的编程语言(如C++、C#、Python、MATLAB) 进行 API 编程。ZOS-AP I允许应用程序与 OpticStudio 中打开的实例直接交互，或者将 OpticStudio 作为背景程序运行。

什么是 ZPL?

ZEMAX | ZOS-API、ZPL 和 DLL 之间的区别的图6

Zemax 编程语言( ZPL )是一种宏语言，它允许用户在 OpticStudio 中直接编写自己的程序。ZPL 可以：

自动地重复键盘和鼠标操作
基于 OpticStudio 数据执行计算
以特定格式导出数据
生成数据的图表和文本清单

不同之处

以下为 ZOS-API 与 ZPL 之间最基本的差别。

接口

ZPL 宏是一个文本文件。可以在 OpticStudio 内的 ZPL 编辑器中创建和编辑ZPL 宏。ZPL 宏很容易学习，不需要任何编程经验，并且在其中提供了能够执行一系列命令的强大工具。下面的截图显示了 ZPL 编辑器中的 ZPL 宏。

ZEMAX | ZOS-API、ZPL 和 DLL 之间的区别的图7

ZOS-API 应用程序是用可以访问 API 库的编程语言编写的。ZOS-API 支持四种编程语言：MATLAB、Python、C++ 和 C#。下方截图显示了用于连接至 ZOS-API的 Matlab 代码。

ZEMAX | ZOS-API、ZPL 和 DLL 之间的区别的图8

代码执行

ZPL 宏在 OpticStudio 图形用户界面 ( GUI )中运行。要执行或编辑 ZPL 宏，请单击：编程 ( Programming )> ZPL 宏 ( ZPL Macros )> 编辑 / 执行 (Edit/Run)。

ZEMAX | ZOS-API、ZPL 和 DLL 之间的区别的图9

ZOS-API 应用程序的执行取决于使用的模式：

独立应用程序(A Standalone Application) 模式是一个外部可执行文件(.exe)，它将启动一个全新的 OpticStudio 实例作为背景程序。在这种模式下，OpticStudio 作为服务器运行，没有用户界面。必须小心确保运行实例数量没有达到 OpticStudio 许可运行的最大数量。
自定义扩展(User Extension)或自定义分析( User Analysis) 模式是从OpticStudio 内置的GUI中启动的，可构建类似于扩展程序的应用程序。它们可以通过编程(Programming)> ZOS-API.NET接口( ZOS-API.NET Applications)> 自定义分析/扩展 (User Analyses/Extensions)来访问的。
交互扩展 (Interactive Extension )从编程(Programming)>ZOS-API.NET 接口(ZOS-API.NET Applications)>交互扩展(Interactive Extension)打开。它可以将外部的 ZOS-API 应用程序连接到 OpticStudio的现有实例。

语法

ZPL 是一种可编译的“宏”或“脚本”语言，类似于带有光线追迹函数BASIC编程语言。

所有 ZOS-API 程序和扩展都是用 C#、C++、MATLAB 或 Python 等外部编程语言编写的。

数据存取和处理

ZPL 宏由存储在文本文件中的一系列命令组成。这些命令可以给变量（数值或字符串）赋值、使用关键字调用函数或进行注释。在 ZPL 中，所有数据存取和处理都基于已定义的命令。ZPL 作为解译型代码，在运行复杂计算时，它可能比完全编译的代码慢。

在 ZOS-API 中，数据存取和数据处理更加灵活和强大。ZOS-API 可以利用其它高级编程语言（如 MATLAB）的数值分析和矩阵计算能力。

互用性

ZPL 不能通过 ZOS-API 调用，反之亦然。

对比表格

	ZOS-API	ZPL
接口	取决于所选的编程语言	OpticStudio内置
代码执行	非常灵活（可以是可执行文件，可以从编程语言运行，也可以嵌入到OpticStudio中）	OpticStudio内置
语法	取决于所选的编程语言	非常基础；易于学习
数据存取和处理	灵活而强大的数据存取和处理可以利用其他编程语言的数值分析和矩阵计算能力（如使用MATLAB的ZOS-API）	解译型语言进行复杂计算时，比完全编译的代码更慢

ZOS-API 和 DLL 的区别

什么是 DLL?

动态链接库 ( Dynamic Link Library,DLL) 是一个共享库。它是一个 Windows 程序，但不能像 EXE 程序那样直接运行。它可以被另一个程序调用，即我们的OpticStudio。DLL 根据需要调用，并在完成时关闭。只在需要时使用DLL，使得内存管理方面更高效。在 OpticStudio 中，发送到 DLL 的数据是指定且有一定限制的。存在不同类型的 DLL，如用户自定义表面、用户自定义散射配置文件等。对于每种类型的 DLL，可以在文件夹 {Zemax } / DLL下的示例 DLL 源代码中找到数据结构。

不同之处

ZOS-API 和 DLL 之间最根本的区别是客户端-服务器角色是相反的。

ZOS-API 脚本是一个客户端，它调用 OpticStudio 作为服务器来执行任务。ZOS-API 脚本可以访问 OpticStudio 接口，并且 OpticStudio 内几乎所有方面的功能都可以通过 ZOS-API 脚本访问和运行。API 脚本还包含其他功能，比如批量处理光线追迹 (Batch Ray Trace)等。
DLL 充当服务器。OpticStudio 客户端将指定数据发送给 DLL 或从 DLL 获取指定数据，并最终将这些数据返回至 OpticStudio 中。因此，OpticStudio 仅负责数据交换，由此限制了 DLL 的操作范围。

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