Raytracing-basierte Optiksimulationsprogramme haben in den letzten 25 Jahren das Optikdesign revolutioniert und eine neue Ära optischer Systeme eingeleitet. Seitdem hat das virtuelle Prototyping dazu beigetragen, die Entwicklungszyklen und –kosten entscheidend zu verringern. Gleichzeitig sind die Systemeffizienzen stark angewachsen. Die Anwendungsbeispiele reichen vom Hubble-Teleskop über Beamer bis hin zu Xenon-Scheinwerfern im Kfz.

Neue kleine Lichtquellen wie z.B. LEDs ermöglichen die stetig voranschreitende Miniaturisierung optischer Systeme und eröffnen somit völlig neue Anwendungsgebiete.
Kommerzielle CAL-Software bietet heutzutage lediglich die Möglichkeit, optische Systeme zu analysieren. Die nächste Generation von Optikdesignprogrammen soll jedoch in der Lage sein, optische Systeme nach benutzerdefinierten Vorgaben zu erstellen und die Geometrien der optischen Komponenten automatisch zu berechnen. Neuartige Designtechniken, wie z.B. das automatisierte Berechnen optischer 3D-Freiformflächen (3D-Maßschneidern) sind Gegenstand der aktuellen Forschung.

Vor diesem Hintergrund soll im Rahmen dieser Arbeit eine C++ basierte Entwicklungsplattform geschaffen werden. Diese soll einen Raytracer und Standardanalysetools enthalten und darüber hinaus als Grundlage für die Entwicklung zukünftiger Design- und Applikationstools dienen. Dazu sollen Klassen aus Opensource-Bibliotheken wie Open CASCADE (CAD) oder VTK (Visualization Tool Kit) Verwendung finden.