优化器

Optimizer 用于自动搜索更优参数组合。你在本页定义“什么结果算更优”（目标）、“哪些输入允许被修改”（变量），以及“搜索预算和精细度”（算法参数），然后通过顶部工具栏执行 Run Optimizer。

本页负责建立优化任务，不负责解释最终结果。运行完成后，应到结果区的 Optimization Report 查看最优解、搜索历史和阶段结果。

页面职责与推荐操作顺序

进入 Optimizer 之前，通常应先满足：

1. Structure 已通过验证。
2. Optics 已通过验证。
3. 若使用 Sweep，你已经理解哪些参数最敏感，知道哪些变量值得优先优化。
4. 你已经明确“优化目标”是什么，而不是只想让软件随机搜索。

从工程角度，推荐按以下顺序配置：

1. 先定义 Objectives，再定义 Variables。
2. 变量边界先给保守、物理可行的范围。
3. 最后再调整算法参数。
4. 先用较小预算做第一次试跑，确认方向正确后再增加预算。

如果先给变量、后想目标，最常见的问题是：你很难判断“结果不收敛”究竟是目标冲突，还是搜索空间过大。

页面结构与全局入口

当前 Optimizer 页面分为三个纵向区域：

1. Optimization Objectives
2. Optimization Variables
3. Algorithm Parameters

顶部仍使用全局工具栏：

• Run Optimizer：仅当整份模型验证通过时可执行。
• 运行开始后，本页输入会锁定。
• 若本页存在错误，Footer 会把错误归类到 Optimizer，并保持运行入口禁用。

本页的工程重点是：目标清晰、变量可控、预算合理。

优化目标（Objectives）

目标表定义“什么结果算更优”。当前实现支持多目标；所有启用目标会按权重组合成总适应度。

目标表的配置逻辑

目标表上方支持 Add / Insert / Duplicate / Move Up / Move Down / Delete，这些操作只影响目标列表本身，不改变底层求解逻辑。

默认目标来自 createDefaultOptimizationObjective()，其起始值为：

• target = R
• direction = maximize
• angle = 0°
• pRatio = 0.5
• wavelengthMode = single
• wavelengthSingle = 550 nm
• wavelengthFrom / To / Step = 400 / 700 / 10
• wavelengthAggregation = average
• weight = 1
• targetValue 初始为空

默认值的意义是“先给出一个可编辑模板”，不是推荐的工程目标。实际使用时通常应立即改成与你的设计任务一致的目标定义。

目标字段与约束

三种优化方向的工程含义

其中 approach 有一个硬性约束：必须填写 Target Value。如果为空，Schema 校验立即失败。

波长模式的选择原则

当你切换到 range：

1. 必须补齐 From / To / Step。
2. To 必须大于 From。
3. Step 必须大于 0。
4. Aggregation 才会生效。

Aggregation 的工程差异也很明确：

• average 更适合控制区间平均表现。
• sum 更适合强调区间总量，而不是平均值。

目标配置建议

第一次优化建议使用 1~2 个目标：

1. 先定义一个主目标，例如“550 nm、0°、最大化 T”。
2. 如需加入第二约束，再增加一个低权重目标，例如“同一条件下最小化 R”。
3. 当多个目标冲突时，优先调整 Weight，而不是立刻扩大变量范围。

优化变量（Variables）

变量表定义“算法被允许修改哪些输入”。没有变量，目标再清楚也无法执行优化。

变量表的配置逻辑

变量表同样支持 Add / Insert / Duplicate / Move / Delete，但有一个实现细节必须注意：

• Add 创建的新行默认启用。
• 新行初始路径和边界为空，因此 Footer 会立即报错，直到你补齐配置或先禁用该行。
• Insert 创建的新行默认禁用，更适合作为占位草稿。

如果你只是想先占位，不希望当前页面立即报错，优先使用 Insert。

当前界面暴露的路径范围

当前 Optimizer 页面的路径选择器复用扫描页的路径结构，但界面实际只暴露两类：

1. structure
2. surroundings

底层校验函数仍支持 optics > incidentAngle / pRatio，但当前页面的可视路径选择器没有暴露 optics 分类。因此在正常 UI 操作下，你不能直接把 incidentAngle 或 pRatio 加入优化变量表。

当前常用变量路径

边界与重复路径规则

每个变量至少需要一组搜索边界：min 与 max。

当前校验逻辑要求：

1. 至少存在一条变量记录。
2. 至少存在一条启用变量，否则优化任务仍然无效。
3. 启用变量必须有合法路径。
4. 启用变量之间不能出现重复路径。
5. min 和 max 不能同时为空。
6. 若两者都存在，必须满足 min < max。

这几条里，最常见的问题是“复制变量后忘记改路径”以及“新增变量后边界未填”。

路径何时会失效

变量路径按名称引用模型元素，因此在以下情况下会立即失效：

Optimizer 的变量维护高度依赖结构命名稳定性。若结构尚未定型，不建议过早建立复杂变量表。

折射率模式与 repeatCount 的特殊限制

变量是否可用，还取决于对应层当前的模式。

环境介质限制如下：

• incidence 只允许 n
• transmission 允许 n / k
• 若介质是 File 模式，折射率属性不可优化

当路径为 structure / {GroupName} / repeatCount 时，还要满足更严格的离散规则：

1. min 和 max 都必须填写。
2. min 必须是正整数。
3. max 必须是正整数。
4. 仍需满足 min < max。

repeatCount 是离散周期数，因此必须使用整数边界。

算法参数与搜索阶段

当前界面只暴露三个算法参数，全部对应 simple-optimizer-FP.ts 中的三阶段网格搜索：

1. maxEvaluations
2. precisionLevel
3. candidateCount

旧版 locale 中保留的 populationSize / mutationRate 等词条并不代表当前页面仍在使用遗传算法。当前实现是网格搜索，不是遗传算法。

三个参数的实际作用

超出范围时，字段下方会立即出现校验错误，因此这三个参数本身也可能成为 Run Optimizer 无法执行的原因。

当前优化器的搜索流程

当前实现是固定的三阶段搜索：

1. coarse：在全局变量范围内做粗网格采样。
2. local：围绕粗搜索中表现较好的候选点做局部细化。
3. fine：围绕当前最佳点做更小半径的精细搜索。

Optimization Report 中的搜索历史，也会按这三个阶段记录结果。

参数调节建议

第一次优化建议从较小预算开始：

1. maxEvaluations = 50 ~ 150
2. precisionLevel = 1 ~ 2
3. candidateCount = 3

确认以下三点后，再逐步增加预算：

1. 目标方向正确。
2. 变量边界在物理上合理。
3. 第一轮最优解至少具备解释意义。

如果在目标和边界都不稳定时直接提高预算，只会更快地搜索错误空间。

运行前检查、常见错误与下一步

执行 Run Optimizer 之前，建议完成以下检查：

1. 至少存在一个启用且有效的目标。
2. 至少存在一个启用且有效的变量。
3. 启用变量之间没有重复路径。
4. Structure 与 Optics 当前本身已通过验证。
5. 变量范围在物理上合理，不是纯粹的盲目大范围搜索。
6. 算法参数处于允许范围内。

常见错误与处理方式如下：

完成本页配置后，下一章请继续阅读：基本光学结果。先掌握普通结果的读取方式，再回到 Optimization Report 分析优化过程与最优解。