Ansys Speos光学仿真流程介绍

AnsysSpeos是专业用于光学设计、环境与视觉模拟系统、成像应用的光学仿真软件，提供完美的可视化光学系统和直观的人机交互平台，其仿真技术已经广泛用于航空、航天、HighTech、汽车、轨道交通、通用照明等领域的研究机构和知名公司，可依据人眼视觉特征和物体真实物理属性进行的现实场景仿真的专业软件。AnsysSpeos基于三维模型CAD数据，进行人眼视觉分析和人因环境评估，在产品设计阶段对方案可行性进行验证，在设计前期发现、反馈和处理问题，实现最优的产品解决方案。  

AnsysSpeos操作环境  

Speos软件集成在CAD操作平台NX、Creo、SpaceClaim设计软件，与其无缝兼容，光学和结构设计共享统一CAD设计平台，光学、设计、模拟、分析功能融为一体，统一在集成操作环境中，在设计的任何过程阶段，都可以通过无缝操作，使数据管理更加灵活，避免整机配合时光学部件数据的导入导出数据转换,降低数据转换造成的损失或变化，节省设计时间，提高设计效率。  

AnsysSpeos是集成到AnsysSpaceClaim平台下，可以进行光学系统模拟优化以及多物理场仿真，同时不受第三方CAD平台的限制，基于简化的用户体验环境，增加光学设计和光仿真功能，操作简单，可以自由探索解决方案。  

从CAD数据直到光学结果评价，提供了统一的界面。  

支持CATIAV5-6、3DEXPERIENCE、SOLIDWORKS、SOLIDEDGE、NX、CREO、Rhino、OBJ、STL、JT、IGS、STEP等数据格式，保留数据结构和零件名称。  

所有的仿真数据可以实现集中管理，光学设计、光学仿真和优化。  

 

AnsysSpeos光学仿真流程  

AnsysSpeos最大的特点是结构和光学的集成管理，光学仿真工具集中在设计软件的界面，可以完美的几何数据与光学数据相结合。  

 

1.OpticalProperties光学属性设置  

AnsysSpeos光学属性定义了光线如何与几何图形相互作用，精准的定义材料的BSDF、Material、Spectrum，反映出透明材料、散射材料、金属材料、膜层材料，包含的反射、吸收、透射、散射、偏振等光学属性。  

光学属性设置能够加载texture为仿真纹理显示。  

光学属性文件可以通过Ansyscustomerportal官方网站的library进行下载，library内包含市面常用的照明设计材料、玻璃库和常用的光源文件。  

光学属性文件可以通过硬件测量设备获取光学属性文件。  

十光学属性文件可以通过EditorLab进行数据编辑，生成光学属性文件。  

 

2.Sources设置光源  

AnsysSpeos可以定义多种不同类型的光源,精确定义光源的发光部位，定义光源的能量传播分布、光源出光角度、光谱分布、黑体色温、ray光源、ies光源；  

AnsysSpeos可以定义Surfacesource面光源，Rayfile光源，Ambient环境光源，Display显示光源，Thermic辐射热源。  

 

3.Sensors设置探测器  

AnsysSpeos包含多种探测器接收类型，使设计人员完全掌握具体光学系统的光学性能，探测器可以根据接受光的光谱响应波段调节光谱范围，调节实际仿真探测器的大小、位置、分辨率等参数。  

探测器类型:照度探测器，3D照度探测器，强度探测器，3D强度探测器，亮度探测器，人眼humaneye探测器，VR全景探测器，Camera和LiDAR探测器。  

4.Simulations仿真运算  

AnsysSpeos的光学仿真运算主要使用采用蒙特卡洛算法。  

仿真计算可以通过光线数和计算时间两种方式进行。  

仿真计算可以在3D视图界面提交，或是使用Core外部计算。  

仿真计算可以在local本地计算，或是使用分布式HPC计算。  

2022版本更新仿真计算可以支持GPU快速计算。  

5.Components组件定义  

AnsysSpeos的光学仿真计算允许使用components中的LightBox生成一个包含光学数据源和几何图形的文件。用户可以用密码锁定SpeosLightBox文件。在导入过程中，用户必须输入密码才能解锁。  

只有Speos软件可以读取和使用SpeosLightBox文件的数据。任何内容都不可以修改。  

导出的LightBox文件可以导入到其他项目中。  

导入一个SpeosLightBox以获取其中导出的几何图形及其光学属性，任何内容不能修改。  

SpeosLightBox可用于供应商与OEM之间的数据交换,与集成Speos软件的多个CAD平台兼容,有利于保护数据安全。  

 

6.AnsysSpeos仿真结果  

仿真结果文件格式  

AnsysSpeos可以提供多种仿真结果，XMP能量结果、lpf光线路径结果、IES光源文件结果、Ray光源文件结果和HTML光学仿真报告结果。所有的results结果都包含精准的光强，照度，亮度，色度，光线路径的数据，可以帮助设计人员准确把控分析照明设计，内饰场景环境仿真。  

  

XMP仿真结果  

Speos生成的XMP仿真结果可以提供不同能量区域的光照度、强度、亮度能量值，可以任意更改选择能量区域的不同面积和形状，可以显示结果的具体数值，分析能量结果的对比度、均匀性数据。  

lpf光线路径结果  

AnsysSpeos可以对产品设计过程中的杂散光进行分析，仿真结果lpf文件包含光源和几何体相互作用的完整光线路径方便设计人员检查杂散光来源，修改设计或材料减少不必要杂散光，优化设计方案。AnsysSpeos支持将任何光线传播路径实体化，导出实体曲线。  

  

Colordata色度和光谱  

AnsysSpeos可以在仿真结果的基础上显示仿真图像上每一点的光谱数据，显示色度数值以及CIE1937色度图和CIE1976色度图显示色坐标，显示当前色度提供的色温和显色指数，支持多种颜色标准。  

ColorManagement色彩显示管理  

许多颜色在物理上是不能被显示出来的，这些颜色不在显示器显示范围内，AnsysSpeos的色彩管理确保亮度图和显示器之间的颜色外观具有良好的一致性。  

  

Humanvision人眼视觉仿真功能  

AnsysSpeos的人眼视觉仿真分析功能是唯一能基于视觉环境下进行人机工效分析的光学仿真模块，对于汽车、飞机、高铁等驾驶舱室内饰工业设计、驾驶舱室环境设计、驾驶舱室人为因素审定评估等方面，建立模拟仿真人眼视觉观察图像，完成最终视觉效果和人眼具体的工作环境,使得驾驶舱室在概念设计阶段就能被预见其实体的整体效果,消除光学安全隐患。  

  

XMP人眼视觉亮度结果  

AnsysSpeos仿真结果的人眼视觉是将将光谱幅亮度转换为视觉亮度，集成CIE曲线视锥和视杆细胞的光谱发光效率，以及考虑眼睛的适应共同作用下的仿真结果，不同视觉条件下人眼针对不同颜色，亮度，对比度，色彩饱，敏感度和人眼眩光等人眼工作属性的生理数据，仿真出人眼真实视觉观察图像。  

Legibility/Visibility可读可视性标准  

AnsysSpeos软件基于人机工效可读可视性评判标准，评判场景中显示屏和仪表主动发光器件的不合理亮度、对比度的分析。  

 

UGR眩光指数评价  

AnsysSpeos采用统一眩光评价模型UGR，对由于光的亮度分布、照明范围不适当或亮度对比悬殊，在人眼视野内产生照明不舒适眩光进行评价，通过眩光指数和眩光评价标准对比，分析环境中的照明眩光源。  

上一条：zemax设计什么光学器件

下一条：Speos光学产品设计效果仿真模拟