提高汽車光學仿真精度的五種方法

在設計汽車光學系統時，盡可能精確地了解將在車輛內部和外部使用的材料的光學特性非常重要。這將為您提供準確的數據來模擬和評估光學系統以及它們如何與材料相互作用。您將能夠更快地創建準確的原型，并對仿真結果充滿信心。

光散射測量如何改善光學產品開發的具體示例包括：

量化的產品外觀質量

訪問納米級表面粗糙度數據，實現更準確的光學產品仿真

在光學設計評估中訪問真實世界的體積散射數據

Synopsys 提供高精度測量儀器，可讓您獲取材料的光學特性并將其導出以用于設計軟件。在這篇博文中，我們將概述五種測量汽車設計項目表面和材料光學特性的方法。

1） 使用 Synopsys REFLET 180S 進行儀表板測量

Synopsys REFLET 180S 是 109動態測角光度計，提供高分辨率和靈活性，因為所有軸都可以以一小步移動?？梢暂p松調整光斑尺寸以聚焦于感興趣的特定區域。

在本例中，我們使用 Synopsys REFLET 180S 測量了 Mold-Tech 制造的顆粒狀儀表板表面的光學特性。例如，該表面的測量可用于評估所需的晶粒尺寸。它在研發中用于比較不同的顆粒，看看哪個反映最少，分散最多。目標是擁有盡可能大的漫射表面，以減少擋風玻璃中的反射，以確保駕駛員的安全。

下圖顯示了入射角為 3° 的儀表板樣品的 5D 雙向反射率分布函數 （BRDF） 的測量值。

BSDF 示例與 Synopsys Reflet 180 的儀表板表面

2） 使用 Synopsys Mini-Diff V2 進行汽車外觀測量

Synopsys Mini-Diff V2是一款快速且易于使用的便攜式設備。這款基于相機的散射計允許您一次獲得 3D 雙向散射分布函數 （BSDF），這要歸功于 Synopsys 開發和組裝的專利光學系統。在其他選項中，它可以提供有關表面顏色屬性的詳細數據。這對于渲染汽車視覺外觀很有幫助。

在以下示例中，我們使用 Synopsys Mini-Diff V2 測量了汽車的固體漆面，如左圖所示 （a）。

BSDF 示例與 Synopsys Mini-Diff V2 的汽車油漆

在圖（b）中，顯示了BRDF的3D透視圖。借助軟件中的橫截面工具，您可以輕松地聚焦在感興趣的區域，例如鏡面反射峰值。

此外，Synopsys Mini-Diff V2 軟件提供了一個 RGB 工具，該工具提供帶有 RGB 表示的顏色信息，以及 CIE 顏色空間 （L*a*b） 坐標，這對于此應用非常重要。然后，您可以在一個平面中提取紅色、綠色和藍色曲線（如上圖 （c） 所示）來研究顏色。例如，請注意，紅色曲線呈現的散射水平低于預期的藍色或綠色曲線。

3） 使用 Synopsys Mini-Diff VPro 進行防眩光屏幕測量

Synopsys Mini-Diff VPro 使您能夠快速獲得材料 3D BSDF 屬性的動態高分辨率測量。它是一個基于相機的系統，也可以提供顏色信息。

在本例中，我們使用 Synopsys Mini-Diff VPro 來鑒定汽車內部顯示屏上防眩光材料（薄擴散器）的性能。該材質可減少反射和眩光，使您可以輕松查看和聚焦正在顯示的內容。

如下圖所示，我們使用測量數據來比較兩種顯示器的性能：一種使用低防眩光材料，另一種使用高防眩光材料。

3D BSDF 地圖的一個切片的表示形式，比較了低級別的防眩光與高水平的防眩光。鏡面峰值越大，防眩光水平越低。

Synopsys Mini-Diff VPro 測量可讓您快速了解哪種顯示器在強光下最容易讀取。

4） 使用 Synopsys REFLET 180S 對汽車光導進行體積散射測量

漫反射塑料通常用于汽車光導，因為它們提供了一種在空間上重新分布光的有效方法。為了準確模擬光導性能，您需要對懸浮在塑料中的微小顆粒引入的散射進行建模。體積散射 - 這是光學介質的體積特性，可在材料體積內散射光 - 是模擬塑料中光再分布的一種方法。

使用 Synopsys Reflet 180s 的體積散射測量示例 汽車內部照明材料

為了獲得體積散射數據，我們使用 Synopsys REFLET 180S 測量四種不同厚度的漫反射塑料樣品的 2D BTDF：1 毫米、2 毫米、3 毫米和 4 毫米。

一旦我們有了四個測量值，我們就可以將數據導入LightTools照明設計軟件，并使用各種方法對光導進行建模，包括Gegenbauer和Mie粒子。我們關于漫反射塑料建模的 LightTools 白皮書更詳細地描述了這一過程。

通過使用體積散射數據在 LightTools 中對光導進行建模，您可以準確地模擬其在均勻分布光方面的有效性。

審核編輯：郭婷