光學(xué)仿真 | 仿真推動(dòng)以人類視覺感知為本的汽車顯示設(shè)計(jì)
如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)無法使終端用戶產(chǎn)生共鳴，就不會(huì)存在卓越的工程設(shè)計(jì)。您可以設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的方向盤，但如果它被放在錯(cuò)誤的位置，就無法實(shí)現(xiàn)其用于轉(zhuǎn)向的主要目的。
同樣，在圍繞人類視覺進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，顯示器其實(shí)無需具備盡可能高的亮度或能量輸出。光學(xué)工程師可能會(huì)追求上述特性，但是這種期望往往會(huì)讓設(shè)計(jì)的目的被忽略掉。優(yōu)化車輛顯示以終端用戶為中心，因此應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注他們感知周圍世界的方式。
談到功能，在很多設(shè)計(jì)方面都存在改進(jìn)的空間：
字體大?。?/strong>顯示器設(shè)計(jì)可以減小像素大小適應(yīng)低分辨率，最終以精細(xì)的圖像顯示在屏幕上。
對(duì)比度：可讀性會(huì)被文本和背景之間的感知對(duì)比影響。在低對(duì)比度條件下，文字更難以看清，尤其是在駕駛員應(yīng)該把注意力放在道路上的導(dǎo)航場景中時(shí)。
材質(zhì)：當(dāng)顯示器被灰塵或油性指紋覆蓋時(shí)，在極端情況的日照位置下更難讀取信息（圖1）。攝像頭上的灰塵或擋風(fēng)玻璃上的雨滴也會(huì)產(chǎn)生類似的問題。
人機(jī)交互：顯示器的物理位置和方向會(huì)影響駕駛員和乘員對(duì)屏幕的感知。優(yōu)化設(shè)計(jì)能提高人機(jī)交互的總體質(zhì)量。
視野：與抬頭顯示器（HUD）更緊密相關(guān)的是，工程師們正在開發(fā)支持更廣闊視野的光學(xué)技術(shù)，并在真實(shí)世界條件的基礎(chǔ)上疊加投影信息。這些技術(shù)預(yù)計(jì)將適用于小空間，以避免破壞儀表板的美感或占用儀表板下的寶貴空間。
實(shí)際應(yīng)用中的人類感知設(shè)計(jì)
在早期，工程師們通過測試光如何與LED晶體或OLED層等不同幾何結(jié)構(gòu)的相互作用來設(shè)計(jì)納米級(jí)的顯示器。隨著設(shè)計(jì)從光子組件模型擴(kuò)展到光學(xué)組件模型，設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)也轉(zhuǎn)移到了偏振層和表面涂層等元素。由于大多數(shù)汽車制造商都依賴外部供應(yīng)商的顯示技術(shù)，因此設(shè)計(jì)的最后階段的重點(diǎn)，是將顯示器集成到車輛中。
日照研究確定了極端情況的日照位置，并分析了來自其它光源的反射。在某些情況下，后處理算法允許用戶看到比如眩光投射在屏幕上的效果。Ansys算法考慮了人眼生物學(xué)特性，可模擬出適應(yīng)時(shí)間甚至是色盲的情況。比如，當(dāng)駕駛員置身于黑暗環(huán)境中5分鐘后，他們的眼睛突然看向顯示器時(shí)，其感受與在處于明亮光線環(huán)境下5分鐘后的感覺截然不同。眼睛可以不斷適應(yīng)光線的調(diào)整，而合適的仿真工具要能夠渲染出真實(shí)的各種光環(huán)境類型。
在使用基于物理的渲染來仿真人類視覺時(shí)，預(yù)測未來產(chǎn)品的質(zhì)量和性能比創(chuàng)建現(xiàn)有原型的逼真渲染更有價(jià)值?；谖锢淼匿秩镜年P(guān)鍵要求之一是中央處理器（CPU）或圖形處理器（GPU）上的高性能計(jì)算（HPC）。Ansys正在快速增加對(duì)GPU的支持，因?yàn)槠溥\(yùn)算可以更接近實(shí)時(shí)。這些結(jié)果可以在Ansys Human Vision Lab中，利用上述人眼參數(shù)進(jìn)行分析和體驗(yàn)。
歸根結(jié)底，雖然規(guī)范很重要，但有時(shí)它們來自未知來源，或者純粹只是比實(shí)際應(yīng)用所需更嚴(yán)格。借助仿真軟件可以很快獲得結(jié)果，但是對(duì)于最終產(chǎn)品體驗(yàn)，還是有必要考慮更全面。因?yàn)?，?dāng)駕駛員進(jìn)入車內(nèi)時(shí)，他們不會(huì)測量顯示屏發(fā)出多少光，但卻會(huì)考慮車輛給他們的感覺。由此可見，預(yù)測這些感覺和感知能力，以及在不過度設(shè)計(jì)的情況下做出設(shè)計(jì)決策的能力，便是虛擬原型開發(fā)工具的價(jià)值所在。
不只著眼于數(shù)字，而是體驗(yàn)結(jié)果。
