基于DVI连接的SLM二次开发
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滨松SLM提供了基于DVI线的连接以及基于USB线的两种连接方式。对于基于DVI线的连接方式，SLM会被识别为第二显示器，所以采用DVI连接方式，使用PPT等程序即可以将相位图载入到SLM上显示，整体使用起来比较简便。
而使用USB的连接方式，用户可以获得到SLM的序列号，方便进行多台SLM的控制，并且用户可以获得SLM更多的信息，比如SLM控制板的温度，SLM的运行状态等等。
本篇文章主要介绍基于DVI连接方式的SDK使用方法。针对基于USB连接方式的SDK使用方法，我们会在下篇文章中介绍。
SDK的下载地址为：https://pan.baidu.com/share/init?surl=sxoP-obCKwVYwpQ-ROxv_w，
提取码：SLMD 。SDK下载解压缩之后，内部包含了8个文件夹。
分别是：
1.SDK-MATLAB: 基于MATLAB的SDK
2.SDK-SDK-DLL_Image_Control_64bit：基于Image_Control.dll的SDK文件，可以使用64位的C/C++/C#/LabVIEW调用
3.SDK-SDK-DLL_Image_Control_32bit：基于Image_Control.dll的SDK文件，可以使用64位的C/C++/C#/LabVIEW调用
4.sample_code_Python: 使用Python语言编写的，基于Image_Control.dll的示例程序
5.sample_code_LabVIEW: 使用LabVIEW语言编写的，基于Image_Control.dll的示例程序
6.sample_code_C++: 使用C++语言编写的，基于Image_Control.dll的示例程序
7.sample_code_C#: 使用C#语言编写的，基于Image_Control.dll的示例程序
8.cintools：使用Image_Control.dll需要调用的相关文件
下面我们首先介绍基于MATLAB的SDK的使用方法，然后再介绍使用C#、Python和C++调用Image_Control.dll的使用方法。以下为索引目录，方便查找之用。
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基于MATLAB的SDK包括了fullscreen.m和closecreen.m两个文件，主要是可以将客户计算好的相位图载入到SLM上使用（fullscreen.m)，以及停止相位图的载入（closescreen.m).。注意SDK的相位图格式要求是BMP，分辨率要求是1280*1024（对于x13138/x15213/x15223/x13139）或者800*600（对于x10468/x11840/x13267/x13268等）。 将两个m文件都放到MATLAB的当前目录下。主要使用案例如下：
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closescreen; % 先运行closescreen在运行fullscreen，这样能够保证投屏稳定，否则如果直接先运行fullscreen，可能挪到下鼠标，就投屏消失。
a=imread('test.bmp'); %test.bmp为符合上述格式要求的相位图(灰度值0对应相位值是0，灰度值255对应相位值是2pi);
LUT=193;%由于在载入同样的灰度图情况下，SLM对不同波长的光引入的相位调制不同，为了校正这个影响，我们引入了LUT值。比如SLM对于532nm的光，调制2pi相位对应的灰度值是193. 而针对540nm的光，调制2PI相位对应的灰度值就可能是195； 此处我们假设SLM在工作波长的pixel value to give 2pi值193；本值可以在出厂手册inspection sheet或者slmcontrol3软件中查看到。
a=uint8(LUT/255*double(a));%将相位图处理，使其考虑不同波长LUT不同的影响。
fullscreen(a,2); %将相位图投屏到SLM上，此处虚确认SLM为第二显示器，如果是第三或者第四显示器，将2改为3或者4即可；
%如果想要彻底结束投屏，输入下面，否则无需输入。
%closescreen;
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p=0;
closescreen;
while p<10000%循环次数设置为10000次
for l=1:3 %循环 播放1.bmp, 2.bmp,3.bmp
a=imread([num2str(l),'.bmp']); %载入rbg格式的bmp文件。分辨率要求是x13138是1280*1024，
fullscreen(a,2);
pause(1); %设置播放间隔为1s
end;
p=p+1;
end;
%如果想要彻底结束投屏，输入下面，否则无需输入。
%closescreen;
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1.3 载入SLMControl3生成的BMP图像生成的BMP图像
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滨松自带软件SLMControl3可以生成并保存一些常见的相位图，比如涡旋光相位，菲涅尔透镜相位，闪耀光栅相位等。虽然生成的图像格式是8bit的bmp图像，但是分辨率依据不同型号而定是1272*1024与792*600，与MATLAB的SDK要求略有区别，下面代码是将SLMcontrol3生成的相位图转化为MATLAB的SDK可以使用的格式图片的示例程序：
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a=imread('test_raw.bmp'); %载入8bit bmp格式图片，下面例子是1272*1024的图片。
a=[zeros(1024,4),a,zeros(1024,4)];%左右各加四列，从而将1272*1024矩阵变为1280*1024矩阵
imwrite(a,'test_final.bmp'); %将更新为1280*1024分辨率的图片保存在
test_final.bmp，从而可以让MATLAB的SDK直接调用。
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二、基于ImageControl.dll的SDK使用说明
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除了基于MATLAB的SDK，滨松也提供了基于"LabVIEW2018" 与 "NI Vision Common Resource 2020"生成的ImageControl.dll的sdk文件，本dll可以使用Python，LabVIEW，C++/C#/C等多种语言调用。滨松提供基于Python/C++/LabVIEW的示例程序。下面首先介绍下ImageControl.dll可以提供的功能，然后详细介绍下如何分别使用Python与C++调用本dll文件。
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基于ImageControl.dll的sdk分为64位和32为两个版本，内部包含的文件如下：
本SDK对比基于Matlab的SDK主要是多了常见相位图的生成、基于Gerchberg–Saxton(GS)算法的相位图计算等功能，具体可以实现的功能包括：
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2.2 使用Python调用ImageControl.dll文件
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下面视频以及截图展示如何使用python调用ImageControl.dll文件。
（1）由于本SDK是基于 "NI Vision Common Resource 2020"生成的sdk文件，所以首先需要完成Run-time-engine的安装(安装包在随机器的光盘中提供）。如果最终目标是在64位的程序中使用，请双击光盘中的Installer_for_64bit_SDK文件夹中的install.exe进行安装（注意1：本install.exe不是在安装SLMcontrol3时使用的install.exe，需要单独安装； 注意2：对于出厂日期比较早的SLM，这个驱动在光盘\lcos-slm_control_software_sample_source_code\python_sample_code\Installer for python-64bit位置)，如果最终目标是在32位的程序中使用，请双击Installer文件夹中的Install.exe文件进行安装，在安装完成之后，使用SLM的SDK所需要的runtime engine就完成了安装。
（2）为了使用Python的示例程序，我们还需要完成numpy模块，以及PIL模块的安装，以目前常见的Pycharm编译器为例（Pycharm安装和使用可以参考https://www.dotcpp.com/course/217），展示如何安装这两个模块。
a.选择file-settings-project:Pythonproject-Python intepreter，此处就可以查看Python目前已经安装的模块，然后点击图2中的"+"就可以选择模块进行安装。
b. 搜索numpy，并选择Install package；
c. PIL模块在Python3中叫做pillow模块，在上述过程中搜索pillow安装即可。
（3）如何使用示例程序，在提供的示例程序中，包含了所有sdk文件可以使用的功能以及解释说明，所以直接整体是无法运行的。下面以生成锥透镜相位，并且投屏到SLM上为例，展示如何使用本示例程序。本案例的完整程序参考压缩包中：\sample_code_Python\python_sample_code_64bit文件夹中的test.py。
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from PIL import Image
import numpy as np
from ctypes import *
import copy
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# pixelpitch(0: 20um 1: 12.5um)
pitch = 1
# LCOS pixel size
x = 1280
y = 1024
# LCOS-SML monitor number setting
monitorNo = 2 #如果连接一个SLM，默认值是2
windowNo = 0 #默认值是0
xShift = 0
yShift = 0
# pixel number
array_size = x * y
# make the 8bit unsigned integer array type
FARRAY = c_uint8 * array_size
# make the 8bit unsigned integer array instance
farray = FARRAY(0)
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def makeAxiconLensArray(top, pitch, x, y, array):
Lcoslib = windll.LoadLibrary("D:\\python_project\\Image_Control.dll") #for windll，LoadLIbrary后路径更改为Image_Control.dll所在的路径
AxiconLens = Lcoslib.AxiconLens
AxiconLens.argtyes = [c_double, c_int, c_int, c_int, c_void_p, c_void_p]
AxiconLens.restype = c_int
if(pitch != 0 and pitch != 1):
print("Error: AxiconLensFunction. invalid argument (pitch).")
return -1
# input argument to dll function.
print(c_int(x*y))
AxiconLens(c_double(top), pitch, x, y, byref(c_int(x*y)), byref(array))
return 0
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def showOn2ndDisplay(monitorNo, windowNo, x, xShift, y, yShift, array):
Lcoslib = windll.LoadLibrary("D:\\python_project\\Image_Control.dll") #for windll，LoadLIbrary后路径更改为Image_Control.dll所在的路径。
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# Select LCOS window
Window_Settings = Lcoslib.Window_Settings
Window_Settings.argtypes = [c_int, c_int, c_int, c_int]
Window_Settings.restype = c_int
Window_Settings(monitorNo, windowNo, xShift, yShift)
# Show pattern
Window_Array_to_Display = Lcoslib.Window_Array_to_Display
Window_Array_to_Display.argtypes = [c_void_p, c_int, c_int, c_int, c_int]
Window_Array_to_Display.restype = c_int
Window_Array_to_Display(array, x, y, windowNo, x * y)
# wait until enter key input
input("please input enter key...")
# close the window
Window_Term = Lcoslib.Window_Term
Window_Term.argtyes = [c_int]
Window_Term.restype = c_int
Window_Term(windowNo)
return 0
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e.使用前面定义好的makeAxiconLensArray与showOn2ndDisplay函数完成锥透镜相位的生成以及投屏显示
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top = 10.0
makeAxiconLensArray(top, pitch, x, y, farray) #产生axicon相位
#将产生的相位图，显示在SLM上。
showOn2ndDisplay(monitorNo, windowNo, x, xShift, y, yShift, farray)
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2.3 使用C++调用ImageControl.dll文件
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由于sample_code_C++\sample_code_full文件夹中提供的示例文件包含了多个功能的函数，所以示例文件无法直接运行，因而下面视频以及截图以如何生成axicon lens相位图为例展示SDK的使用方法。相关文件结果在\sample_code_C++\axicon_hpc，客户也可以直接点击文件夹中的sln文件，在基础上进行更改。
使用C++调用ImageControl.dll的SDK也是首先需要完成runtime的安装，具体步骤可以参考2.2.1。
打开visual studio，选择新建项目，点击控制台应用。
然后命名项目，点击创建。
将控制台应用源文件内的代码全部删除。
右键点击项目，选择在文件资源管理器中打开文件夹。
然后sdk中的文件都拷贝进去。
然后将压缩包中的cintools也放入到项目文件夹，如下图：
然后在visual studio中解决方案管理器中的头文件点击右键-添加-选择现有项，选择Image_Control.h。
然后在资源文件处，右键-添加-选择现有项，选择Image_Control.lib，
添加后结果如下：
由于本SDK需要调用extcode.h等一系列文件，所以需要将extcode.h所在的cintools文件夹添加到包含目录中，在解决方案资源管理器内，右键点击项目，然后属性->C/C++->常规，然后附加包含cintools目录：
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然后下面以生成axicon lens为例，展示如何使用基于C++的例程。
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#include < iostream>
#include "Image_Control.h" //链接库的头文件
#include "stdint.h"//为了使用uint8格式
using namespace std;
int main()
{
//参数的初始化
double top = 10;
uint8_t pitch = 1;
int32_t x = 1272;
int32_t y = 1024;
int32_t total = x * y;
int32_t* size = &total;
uint8_t* array = new uint8_t[1272 * 1024];
AxiconLens(top, pitch, x, y, size, array);//调用AxiconLens函数生成锥透镜相位
cout << "成功" << endl;
return 0;
}
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将程序拷贝到cpp文件中；
选择ctrl+f5运行；
运行结果显示"成功"，表示dll文件 被成功载入使用。
其余函数使用方法类似，可以参考总的示例文件（sample_code_C++\sample_code_full，双击其中的sln文件即可）。
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2.4 使用C#调用ImageControl.dll文件
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由于ImageControl.dll属于非托管类型的dll文件，所以无法像常见的C#项目中，通过在“依赖项”位置点击右键，然后选择添加依赖项来引入这个dll文件。下面主要给大家介绍如何引用这个dll文件。具体代码的语法和使用，请参考示例代码文件夹。
（1）打开visual studio，并根据自己的需要创建新项目，注意窗体应用话需要选择.net windwos类型，而不能选择基于.NET Framework的，否则会不好使。下面以控制台应用为例：
（2）设置项目名称和项目位置
（3）设置框架为.net6.0，然后点击创建
（4）在项目选择，右键添加类
（5）添加一个新类，命名为MyDllInterop.cs
（6）然后将示例代码中的MyDllInterop.cs的文件内的内容，都拷贝进刚才新建的类里。具体类的名称，引用哪些函数，如果有特殊需求，可以在这个cs文件基础上更改，
（7）这个时候，在解决方案点击右键，选择重新生成解决方案，
（8）然后再解决方案的位置，右键，选择“在文件资源管理器中打开文件夹”，然后把ImageControl.dll拷贝进bin/debug/net6.0文件夹中，
（9）然后双击Program.cs打开，把下面代码拷贝进cs文件中，
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using ConsoleApp4; // MyDllInterop.cs中namespace的名称是ConsoleApp4
byte pixelPitch = 1; // SLM的像素大小，0是20um 1是12.5um
int xPixelTarget = 1272;//SLM的横向像素数，新型号的滨松SLM都是1272，只有老型号X10468和X13139是792
int yPixelTarget = 1024; //SLM的纵向像素数，新型号的滨松SLM都是1024，只有老型号10468和x13139是600
int targetDataSize = 1272 * 1024; //SLM的总像素数
//axiconlens函数独有参数
double topLevelRad = 10; //从相位中心到相位四个角是有多少个pi相位的阶跃
byte[] axiconArrayOut = new byte[1272 * 1024]; // 分配相位图的数组
MyDllInterop.AxiconLens(topLevelRad, pixelPitch, xPixelTarget, yPixelTarget, out targetDataSize, axiconArrayOut); //根据输入的参数，生成相位图数组
Console.WriteLine(axiconArrayOut[1]); //输出第一个元素值，快捷确认函数运行没问题
Console.WriteLine("AxiconLens运行成功");
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（8）然后ctrl+f5，运行代码，可以看到下面这个提示，说明运行成功
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