ZEMAX产品使用技巧教程：ZOS-API、ZPL和DLL之间的区别

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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。

作者 Haosheng Hu

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?

                               
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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-API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。有关不同交互模式的详细资料，请查看文章ZOS-API用户可用的示例文件。

什么是 ZPL?

                               
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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
  

想要获得更多关于ZPL的信息，可查看文章Zemax编程语言（ZPL）简介

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。

                               
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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。

                               
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• 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)。

                               
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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。有关DLL的更多信息，请查看文章如何编译用户自定义DLL。

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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