焦点の移動

ソフトウェア制御

AUTD3 において, Pattern は送信するたびに上書きされる. したがって, 次のようなコードを実行すると, 約1秒ごとに焦点の位置が移動する.

Rust

let mut patterns = geometry.pattern_buffer();
loop {
    for sign in [1.0_f32, -1.0] {
        let target = center + offset((sign * 20.0) * mm, 0.0 * mm, 0.0 * mm);
        autd3_rs_pattern::focus(
            &geometry,
            target,
            wavelength,
            &autd3_rs_pattern::FocusOption::default(),
            &mut patterns,
        );
        let mut builder = client.datagram_builder();
        builder.push(Pattern::new(&patterns));
        for frame in &builder.build()? {
            client.send_checked(frame).await?;
        }
        tokio::time::sleep(Duration::from_secs(1)).await;
    }
}

Python

patterns = geometry.pattern_buffer()
while True:
    for sign in (1.0, -1.0):
        target = center + np.array([sign * 20.0, 0.0, 0.0])
        pattern.focus(
            geometry,
            target,
            wavelength,
            pattern.FocusOption(),
            patterns,
        )
        builder = client.datagram_builder()
        builder.push(Pattern(patterns))
        for frame in builder.build():
            await client.send_checked(frame)
        await asyncio.sleep(1.0)

C#

var patterns = geometry.PatternBuffer();
while (true)
{
    foreach (var sign in new[] { 1.0f, -1.0f })
    {
        var target = center + new Vector3(sign * 20.0f, 0.0f, 0.0f);
        Pattern.Focus(
            geometry,
            target,
            wavelength,
            new FocusOption(),
            patterns
        );
        var builder = client.DatagramBuilder();
        builder.Push(new Pattern(patterns));
        foreach (var frame in builder.Build())
        {
            await client.SendCheckedAsync(frame);
        }
        await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(1));
    }
}

上記のコードだとソフトウェア的にタイミングを制御している. これの精度は OS や実行環境に依存するため, より精度の高い制御が必要な場合は, FociStm / PatternStm を使用することをおすすめする.

FociStmによるハードウェア制御

FociStm を使用して上記と同等の動作を実現するコードは以下の通りである.

Rust

let points = [
    ControlPoints::from(center + offset(20.0 * mm, 0.0 * mm, 0.0 * mm)),
    ControlPoints::from(center + offset(-20.0 * mm, 0.0 * mm, 0.0 * mm)),
];
let mut builder = client.datagram_builder();
builder.push(FociStm::new(0.5 * Hz, &points, FociStmOption::default()));
for frame in &builder.build()? {
    client.send_checked(frame).await?;
}

Python

points = [
    ControlPoints([ControlPoint(center + np.array([20.0, 0.0, 0.0]))]),
    ControlPoints([ControlPoint(center + np.array([-20.0, 0.0, 0.0]))]),
]
builder = client.datagram_builder()
builder.push(FociStm(0.5 * Hz, points, FociStmOption()))
for frame in builder.build():
    await client.send_checked(frame)

C#

var points = new[]
{
    new ControlPoints(new[] { new ControlPoint(center + new Vector3(20.0f, 0.0f, 0.0f)) }),
    new ControlPoints(new[] { new ControlPoint(center + new Vector3(-20.0f, 0.0f, 0.0f)) }),
};
var builder = client.DatagramBuilder();
builder.Push(new FociStm(0.5f * Hz, points));
foreach (var frame in builder.Build())
{
    await client.SendCheckedAsync(frame);
}

FociStm / PatternStm は AUTD3 デバイス内部でループされるため, ソフトウェアループは必要なく, 送信以降自動的に無限ループする. また, タイミングは AUTD3 デバイス内蔵のタイマーで制御されるため, 精度が高く, 解像度も最高で 25 µs 単位で指定できる. ただし, このタイマーの制約上, 出力不可能な周波数が存在する.

FociStm / PatternStm の切り替えタイミングは, 1 ループの周波数, または周期で指定する. すなわち, この場合は 2 つの焦点で 0.5 Hz (2 s) となるので, 各焦点は 1 s 出力される. なお, SamplingConfig を使用することで, 1 ループあたりではなく, サンプリング周波数, すなわち 1 焦点あたりの周波数や周期を指定することもできる.

焦点に限らず任意の Pattern を切り替えたい場合は, FociStm の代わりにPatternStm を使う.