【DDSCAT——离散偶极近似仿真程序03】近场计算及其呈现

       这一部分，我们在上一部分的基础上，加上近场计算，同时改变参数计算多个波长下的消光值。

一、添加近场计算

       这次我们选择RCTGLPRSM_NEARFIELD示例，根据文件夹的名称就可知，和RCTGLPRSM不同的是此示例增加了近场计算。

       

       看文件夹中的内容发现，除了我们考进来的ddscat.exe和ddpostprocess.exe之外，和RCTGLPRSM相比，多了几个ddpostprocess开头的文件，这些文件和近场计算的结果相关，我们后面再讲。

       现在，我们打开ddscat.par文件，发现和RCTGLPRSM中该文件的唯一不同的地方就是，NRFLD的值为1，说明改项目需要进行近场计算。

       

二、多个波长计算

       

       如上图，想要在一次程序运行中进行多个入射波长下的消光计算，需要改变第27行wavelengths的参数。

       0.4000和0.6000表示第一和和最后一个波长，10表示在这个范围内我们总共设置十个波长，'LIN'表示这十个波长在规定范围内是成线性分布的。结果就是我们设置了在一次程序中，同时计算了在波长分别为0.4000 0.4222 0.4444 0.4667 0.4889 0.5111 0.5333 0.5556 0.5778 0.6000下的消光值。wavelengths后括号中的INV和LOG表示波长的跨度变化呈倒数和指数增长。

三、程序运行结果

       运行完成之后，项目文件夹里又多出了很多文件，其中，以.E1结尾的，就是我们想要的近场文件。稍后我们用软件来可视化这些近场计算结果。

      

       仔细观察，会发现这些相同类型的文件，总共有十个，分别为从以w000r000开头的文件到以w009r009开头的文件。这就是我们设置了一次计算十个波长的结果。

       现在我们看qtable里面的内容。

       

       总共产生了十组数据。将这些数据用Origin等作图软件进行分析可以研究消光值在不同波长下的变化，如下图。

       

四、结果文件后处理

       在可视化之前，我们需要对于w000r000k000.E1等以.E1结尾的近场文件进行后处理，处理之后才能产生可以用来可视化的文件。后处理的过程是，先配置后处理文件ddpostprocess.par，然后运行ddpostprocess.exe程序（这和我们前面运行ddscat.exe的方式是一样的，现在可以知道，DDSCAT的运行方式都是先配置参数文件，然后再运行对应的程序了）。

       现在，我们可以打开本文一开始提到的ddpostprocess.par文件，进行一番参数设置。

       

       我们一行一行看。

       line1  设置选择需要被进行处理的近场文件

       line2  设置后处理后产生的vtr文件名（这个命名结尾会自动追加一个_number）

       line3  设置后处理之后是否生成用来可视化的vtr文件，1为生成，0为不生成

       line4  设置后处理是需要得出一条线路上的近场值

       line5  设置后处理近场值一条线的起止点和需要计算的点的个数（XA，YA，XA和XB，YB，ZB分别表示该线路上的起点和终点，NAB表示这条线路上总共的近场点个数）

       ddpostprocess.par文件中主要有两个参数的设定，即IVTR和ILINE，分别表示是否产生vtr文件和单条线路上的近场值文件ddpostprocess.out。

       我们就使用默认的配置，即IVTR和ILINE都设置为1，然后直接运行ddpostprocess.exe，程序运行结束产生了一些以ddpostprocess.out开头和以VTRoutput开头的文件。

       我们先看简单一点的ddpostprocess.out文件，如下图，其中的一系列的结果就是我们在ddpostprocess.par中设定的从点-0.2 0.0 0.0到点0.1 0.0 0.0总共301个点的消光值。

       接下来，是本篇的重点，如何使用VTRoutput_1.vtr文件。

五、使用Vislt呈现近场结果。

       首先在Vislt的官网上下载软件（https://wci.llnl.gov/simulation/computer-codes/visit/executables，点击链接将页面往下拉就能看见不同系统的Vislt版本），安装也非常简单。安装成功后，我们开始添加VTRoutput_1.vtr文件。

       第一步。点击左窗口的Open选项，会弹出一个添加文件子窗口，然后我们在子窗口的目录中找到我们项目的文件夹（这个软件对中文路径的显示会是乱码，所以大家尽量不要使用中文路径，怕你们找不到项目路径），并选择VTRoutput_1.vtr文件，点击OK。

       第二步。点击Add，并选择Pseudocolor->Insensity，表示添加伪彩强度图。

       第三步。点击Draw就可以将场强图在右侧窗口中“画”出来。

       第四步。鼠标点住场强图，拖动一下，你会发现它是一个立体的场强模型。所以，你可以靠鼠标拉拽，产看各各面上的近场效果。

       第五步。右键Intensity（在这里说明一下，如果你之前选择了64位的ddscat.exe运行程序进行近场计算，这里就不会出现Intensity，这可能是DDSCAT的一个bug），会弹出一些选项，我们选择Operators->Slicing->Slice，可以查看模型某个切面上的近场情况。

       同样，点击Draw之后出现下图的切面场强图。

       双击Slicing之后，会有一个子窗口弹出，可以对切面的方向和位置进行选择。Orthogonal为正交选择三个维度上的方向，而Arbitrary和Theta-Phi可以让我们自己选择位置和角度。

       你还可以选择ThreeSlicing，即同时又三个方向上的切面场强图。

       再补充一点，没有添加Slicing或者其他Operators之前，双击Pseudocolor - Intensity，也会又一个子窗口弹出。我们勾选Mininum和Maxinum可以调整ColorBar的最大值最小值，这样做多个不同近场图时可以统一ColorBar。

      

       至此，我们介绍完了对近场文件的后处理和用Vislt软件对近场图的呈现。