在本文中，分享一些如何最大化Ansys Speos仿真軟件仿真準(zhǔn)確性的建議。通過調(diào)整參數(shù)以最適合仿真的應(yīng)用領(lǐng)域，為設(shè)計(jì)創(chuàng)造更合適的仿真條件。本文將探索參數(shù)的變化，以最大限度地提高模擬結(jié)果的感知，以外部汽車照明為例子，解釋在Ansys Speos中仿真尾燈模型的參數(shù)條件。

完美傳感器設(shè)置可以極大地改變模擬結(jié)果，如果原始模型已經(jīng)是一個(gè)物理上精確、高保真度的模型，在模擬仿真中請(qǐng)充分利用模型所提供的一切?？梢韵胂?，如果在4K顯示器上觀看1080像素分辨率的結(jié)果，將會(huì)有明顯的像素化和缺乏清晰度。除非想要一個(gè)快速、低保真的圖像，否則不要降低結(jié)果的分辨率，從而失去圖像顯示質(zhì)量。

所以，Sampling是Speos仿真中要注意的主要參數(shù)，更高的采樣意味著更平滑，更漂亮的結(jié)果，但確實(shí)需要更長(zhǎng)的模擬時(shí)間。例如，如果將X和Y采樣加倍，則需要四倍的模擬時(shí)間才能得到結(jié)果。

Sampling小建議：

1、“平滑”的結(jié)果是傳感器較長(zhǎng)的一側(cè)至少有1920像素（即采樣）。

2、對(duì)于單方形像素，傳感器短邊的分辨率應(yīng)該與長(zhǎng)邊相同。

3、如果結(jié)果需要被放大使用，則采樣應(yīng)該在4,000像素左右，在放大條件下結(jié)果能夠保持平滑。

4、在亮度傳感器的情況下，建議將亮度平面盡可能靠近物體（燈），并使用可能遠(yuǎn)的眼點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)較大的focal焦距。

在物理組裝中，所有部件都是物理連接，有一定程度的切線。根據(jù)定義的網(wǎng)格設(shè)置對(duì)用于Speos仿真的CAD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)分，使CAD模型的原始精度發(fā)生變化。精細(xì)的網(wǎng)格對(duì)于減少由體積沖突或間隙引起的偽影至關(guān)重要。

有一些特定的選項(xiàng)設(shè)置和參數(shù)可以幫助設(shè)計(jì)人員充分利用模擬。默認(rèn)參數(shù)在一些模型的仿真中已經(jīng)表現(xiàn)的很好，但如果在模擬過程中有較大的error誤差（即超過10%），則應(yīng)該更改幾何公差，也就是Speos中的GDT參數(shù)。

高的誤差率在微型幾何形狀模擬仿真中最常見，如果運(yùn)行模擬，仍然得到很大的誤差率或意想不到的間隙，可以調(diào)整網(wǎng)格Sag值和/或網(wǎng)格Step值，優(yōu)化網(wǎng)格。

當(dāng)使用需要多次反射的光導(dǎo)或擴(kuò)散材料時(shí)，通過將表面相互作用的最大數(shù)量增加到1,000甚至更高。

簡(jiǎn)而言之，可以同時(shí)運(yùn)行直接模擬和逆向模擬，因?yàn)樗鼈兌加懈髯缘膬?yōu)點(diǎn)。

當(dāng)試圖評(píng)估一盞燈的點(diǎn)亮外觀時(shí)，傳感器通常位于許多光線通過的位置。在這些條件下，直接模擬是一種更快的方法來收集光線，并獲得較少噪聲的結(jié)果。直接模擬也很有利，因?yàn)榭梢栽谝淮文M中使用多個(gè)傳感器，而不會(huì)增加模擬時(shí)間。

在逆向模擬中不是這樣，因?yàn)槟嫦蚰M時(shí)間是需要乘以傳感器的數(shù)量。在每個(gè)通道中，逆向模擬在傳感器的焦點(diǎn)和每個(gè)像素之間產(chǎn)生光線。如果傳感器覆蓋了燈外的大片區(qū)域，許多光線將不會(huì)對(duì)點(diǎn)亮的外觀產(chǎn)生影響。

在傳感器很小且覆蓋車燈的區(qū)域的情況下，逆向模擬可以像直接模擬一樣有效。

1. Gathering

Gathering通過啟用傳感器采集和提高亮度或亮度傳感器的收斂速率來改善模擬性能。Gathering是一個(gè)專用參數(shù)，不可編輯，但它始終處于活動(dòng)狀態(tài)。收集適用于散射（擴(kuò)散）表面。

2. Integration Angle?積分角度（僅限直接仿真）

Gathering不能提供和鏡面反射相同的效果，所以建議使用積分錐作為近似。如果光線朝向焦點(diǎn)的角度偏差（“虛射線”）小于積分角，則認(rèn)定光線到達(dá)焦點(diǎn)。如果積分角太大，光線會(huì)聚得更快，但結(jié)果模糊。如果積分角過小，則光線收斂速度較慢，但結(jié)果較準(zhǔn)確。對(duì)于大多數(shù)汽車照明應(yīng)用來說，2度的積分角度是一個(gè)很好的值。

3. 快速傳輸采集（FTG）

汽車燈一個(gè)外透鏡具有鏡面特性，因此在外透鏡的作用處取消光線聚集，并且使用積分錐計(jì)算光線。

為了保持Gathering和積分角度，啟用FTG。FTG允許光線忽略外部透鏡上的折射。只要外透鏡由厚度一致的平行表面構(gòu)成，忽略折射對(duì)精度的影響就很小。透鏡上的反射和吸收仍在考慮之中。

在下面的圖中，將找到逆向和直接模擬的時(shí)間指導(dǎo)原則。在直接模擬的情況下，光線是定義模擬可以運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間度量；光線越多，模型的保真度就越高。主要有，粗略的審查結(jié)果（例如，在設(shè)計(jì)迭代期間）、快速的審查結(jié)果（例如，在半主要的里程碑之后）和詳細(xì)的審查結(jié)果（例如，在設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段）提供指導(dǎo)。這些結(jié)果將激發(fā)對(duì)設(shè)計(jì)滿足需求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的能力的信心。

建議對(duì)每個(gè)功能（即，尾部，剎車燈，轉(zhuǎn)向燈，倒車燈等）運(yùn)行單獨(dú)的模擬，然后使用光度計(jì)算功能聯(lián)合操作將結(jié)果統(tǒng)一。

這種方法還可以在修改結(jié)果時(shí)節(jié)省時(shí)間。不需要重新運(yùn)行合并模擬，因此只需用新的單項(xiàng)結(jié)果替換舊的單項(xiàng)結(jié)果。

1. 顏色管理

顏色管理是重要的顏色設(shè)置，優(yōu)化顯示器上顯示的色彩精度和飽和度。如下圖所示，標(biāo)準(zhǔn)顯示器可能只捕獲光譜的一小部分。如果你的尾燈的紅色在這個(gè)顯示器顯示區(qū)域之外，圖像結(jié)果看起來比他們實(shí)際更飽和，因?yàn)轱@示器缺乏準(zhǔn)確顯示結(jié)果的能力。

對(duì)于尾燈和剎車燈，建議選擇保持亮度和色調(diào)（lightness and hue），因?yàn)橄鄬?duì)較高的動(dòng)態(tài)范圍。請(qǐng)參見下圖中Speos中所有三色空間轉(zhuǎn)換選項(xiàng)的可視化表示。

2. 動(dòng)態(tài)適應(yīng)

人眼必須適應(yīng)環(huán)境的亮度水平。適應(yīng)性考慮顯示器的功能，并調(diào)整顯示亮度值的梯度。目標(biāo)是(a)適應(yīng)特定的亮度值（即局部適應(yīng)），或(b)模仿眼睛在掃描視覺不同區(qū)域時(shí)的空間適應(yīng)。在Ansys Photometric Lab中亮度圖的線性比例是不具有此功能。

當(dāng)傳感器具有寬視野（類似于我們的實(shí)際眼睛）時(shí)，動(dòng)態(tài)適應(yīng)2019類型設(shè)置是最佳實(shí)踐，因此可以適當(dāng)考慮整體亮度。當(dāng)傳感器視野較窄時(shí)，首選local局部自適應(yīng)。這樣，整體亮度可以手動(dòng)設(shè)置，因?yàn)榭s小的視野只包含真實(shí)眼睛所能看到的整體亮度的一小部分。

3. 眩光

Holladay，1926眩光效果設(shè)置提供了一個(gè)更快，更簡(jiǎn)單的計(jì)算；然而，考慮到今天的計(jì)算能力，1984年是推薦的設(shè)置。如果仿真模型有噪聲（例如，高亮度像素），Vos， 1984可能會(huì)產(chǎn)生不希望的閃光效果。為了消除這種影響，應(yīng)該仿真時(shí)加入一個(gè)環(huán)境光源，即使它是一個(gè)低亮度的光。同時(shí)，增加光線的數(shù)量也有助于消除噪聲。如果仿真的時(shí)間不夠，結(jié)果不夠消除噪聲，可以用1926年的Holladay來真實(shí)地展示亮度。

4. 視覺模式評(píng)價(jià)

建議視覺模式評(píng)估是基于xmp的最大值。最大值用于夜間駕駛條件或其他低亮度情況是最好的選擇，因?yàn)槠骄悼赡茌^低，導(dǎo)致暗視。

通過遵循這里介紹的最佳實(shí)踐，可以得到這些結(jié)果。