MATLAB三维射线追踪仿真工具包

资 源 简 介

本项目提供了一个完整的MATLAB射线追踪仿真环境，支持自定义源和接收器配置，可模拟电磁波在三维空间中的反射、折射和衰减效应，适用于电磁传播分析和光学系统设计。

详 情 说 明

MATLAB三维射线追踪仿真系统（3D Ray Tracing Simulation Toolkit）

项目介绍

本项目实现了一个完整的三维射线追踪仿真环境，主要用于模拟电磁波或光波在复杂三维空间中的传播特性。系统基于三维几何光学算法，通过模拟射线在传播过程中的反射、折射和衰减效应，为无线通信、光学系统和声学仿真等领域的教学与研究提供强大的仿真工具。系统支持用户自定义发射源、接收器布局和空间障碍物配置，并提供直观的可视化界面展示射线路径和能量分布。

功能特性

• 三维空间建模：支持自定义三维空间边界尺寸和介质属性配置
• 多类型障碍物支持：可定义多边形顶点构成的复杂障碍物，并设置表面材质属性
• 灵活的参数配置：可调整发射源位置、功率、角度范围及接收器布局
• 完整的射线追踪：实现反射、折射和衰减效应的精确计算
• 高级仿真参数：支持最大反射次数、计算精度阈值和射线采样密度设置
• 丰富的输出结果：提供射线路径数据、接收功率分布、传播特性分析
• 交互式可视化：三维射线轨迹动画和能量热力图渲染
• 性能优化：采用矩阵运算优化技术，提升计算效率

使用方法

1. 参数配置：编辑配置文件或通过GUI界面设置发射源、环境、障碍物和接收器参数
2. 运行仿真：执行主程序启动射线追踪计算过程
3. 结果分析：查看生成的射线路径、功率分布和传播特性统计报告
4. 可视化查看：通过三维图形界面交互式探索射线传播轨迹和能量分布

系统要求

• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必需工具箱：

- MATLAB基本模块 - 图像处理工具箱（Image Processing Toolbox） - 统计和机器学习工具箱（Statistics and Machine Learning Toolbox）

• 硬件建议：

- 内存：8GB以上（复杂场景建议16GB） - 显卡：支持OpenGL 3.3及以上 - 存储空间：至少2GB可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心调度与控制功能，包含仿真环境的初始化构建、射线追踪算法的执行流程、结果数据的处理与分析模块以及三维可视化渲染的调用接口。该文件整合了参数输入解析、障碍物空间关系计算、射线传播路径追踪、信号强度计算和图形输出生成等关键环节，确保整个仿真流程的连贯性与稳定性。