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Ansys Speos与Ansys Lumerical是Ansys软件中负责宏观、微观两个尺度光学特性仿真的软件。在面板领域串接工作流,Ansys Lumerical 负责微纳光学仿真,Ansys Speos 负责宏观视效场景仿真,比如:“不同视角微腔色偏效应”、“一体黑”、“色分离”、“CG优化”、“LCD背光模组设计”、“摩尔纹”等,其人眼生理视觉特性仿真也深受光学从业人员喜爱,本文主要关注在CG优化和不同视角色偏效应仿真工作,如有其他需求,也可以与我们联系。
使用Lumerical 完成OLED像素建模设计并利用Stack求解RGB结构发光特性结果,并生成Speos可读取的XMP格式光源文档,以备使用。
使用成像亮度计测试白平衡下屏幕多频谱、多角度功率密度发光特性光谱,导出数据,并通过脚本将数据转化为生成Speos可读取的XMP格式光源文档。
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,支持CATIA V5-6、CREO、STL、JT、IGS、STEP等数据格式,保留数据结构和零件名称。用户可以通过市面通用三维建模软件后导入几何模型,或使用SpaceClaim草图、设计、修模、装配等命令直接建模或对导入模型进行修改完善。操作界面如下图所示。
导入几何零件需进行材料光学属性设置工作,包括材料VOP、SOP、纹理等(如下图所示记录材料表面反射、散射、透射,材料体吸收、透过特性等),将几何零件转换为光学零件。准确的光学属性是精确仿真结果的前提,OMS4(Ansys的LMD)是一套实验室级、高动态范围、高角度分辨率材料特测量设备,其测量结果可以和Speos软件进行无缝对接,可较完美反映实际场景光学效应。
附我司BSDF光学散射测量服务单页,有相关需求可与我们联系。
以实际手机模型为参考建模,至少包括外壳体、BM、发光面、显示面、盖板玻璃,发光面与显示面间隔0.05mm,显示信息以UV mapping形式映射到显示面上,设置透过特性,下图仅供参考。
利用使用Speos内置Optimization功能,利用Excel控制R值变化区间,本例演示的10个参数,0.5、1、1.5等,软件会自动切换运行10个参数结果。
结果如上图所示,从Configuration_0到Configuration_9,本例示意的结果为45°视角仿真结果,其他角度可根据需求调整即可。
设定评价标准,视觉效果、颜色信息等,并在考虑可加工可装配基础上选择理想方案,确认CG设计。
基于1基于内嵌Optimization功能CG优化方法,增加亮度探测器数量(如0°-90°,步长 5°)或使用VR探测器进行多视角仿真,评估不同视角下色偏效应结果。屏幕信息为白屏幕或彩屏均可。
本例设置的VR探测器,可见光范围,H(-4,4)、V(-60,0)角度范围。
面板作为人眼视觉交互产物,在设计中必须考虑人眼响应特性,Speos人眼视觉功能模块,提供大家一种基于人眼生理参数的仿真工作流,主要功能如下:
Ansys 光学3款软件,Lumerical、Zemax、Speos串接了微纳到宏观世界仿真的桥梁,本文仅以CG优化方法、微腔色偏效应、人眼视觉仿真模块等简单介绍了Speos在面板方向的基础应用。