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Speos Texture可視化紋理提升視覺感知

發(fā)布日期:
2023-06-12

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概述


在涉及復(fù)雜的多物理系統(tǒng)的光學(xué)工程中,光及其與不同材料和結(jié)構(gòu)的相互作用的高效和精確建模是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),模擬的使用可以提前對(duì)光學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和系統(tǒng)功能的理解,反過(guò)來(lái)又可以指導(dǎo)產(chǎn)品進(jìn)行如何的改進(jìn)和選材。視覺外觀模擬不僅能在產(chǎn)品研發(fā)階段可視化材料外觀,同時(shí)能直接反應(yīng)人眼視覺感受。


Texture Mapping紋理映射是一個(gè)允許模擬材質(zhì)紋理來(lái)提高真實(shí)感的過(guò)程,紋理映射可以應(yīng)用在表面或是物體的外表面幾何組上,紋理映射允許在模擬中調(diào)用真是光學(xué)屬性文件表述光在材料表面的行為,在Speos中可以從任何圖像、bump圖像或光學(xué)屬性創(chuàng)建紋理映射,并提供堆疊和混合光學(xué)屬性(如絲網(wǎng)印刷、拉絲金屬、復(fù)合材料、光柵),通過(guò)紋理映射可以提高可視化。


Speos Texture可視化紋理提升視覺感知





工作流


要?jiǎng)?chuàng)建紋理映射,需要兩個(gè)元素:紋理本身圖像,法線映射或是BSDF和UV映射應(yīng)用方法,在Speos中幾何圖形上,在運(yùn)行仿真之前可以查看texture大小和方向,在編輯紋理定義時(shí)自動(dòng)更新,以查看任何修改的影響,紋理或法線圖可以保持顯示狀態(tài),以便于設(shè)置多個(gè)紋理或簡(jiǎn)單地一目了然地識(shí)別應(yīng)用的材質(zhì)。


1.在光學(xué)屬性定義中應(yīng)用texture,激活texture紋理創(chuàng)建另一個(gè)表層surface,可以在上面定義圖像紋理,凹凸映射和或應(yīng)用特定的光學(xué)屬性。texture文件可以選擇image或者是normal map法向圖,光學(xué)屬性選擇library中的光學(xué)屬性文件,應(yīng)用texture的紋理,應(yīng)用屬性文件的光學(xué)性質(zhì)。


Speos Texture可視化紋理提升視覺感知


2.創(chuàng)建UV映射關(guān)系,選擇需要使用UV映射的幾何圖形,一個(gè)UV映射特性只能包含一組惟一的幾何圖形,同時(shí)一個(gè)幾何圖形不能選擇成兩個(gè)不同的UV映射功能,UV映射允許定義所使用的映射類型,平面,球形,立方,圓柱等方式。


Speos Texture可視化紋理提升視覺感知


3.在新版本2023R1中,允許應(yīng)用紋理映射預(yù)覽功能,在編輯UV映射屬性時(shí)立即訪問(wèn)幾何紋理預(yù)覽,通過(guò)這種方式,可以不通過(guò)仿真立刻就會(huì)得到一個(gè)有映射的動(dòng)態(tài)紋理預(yù)覽,并了解紋理材料是否定義良好,旋轉(zhuǎn)角度是否合適,紋理大小是否滿足視覺需求。在設(shè)置紋理參數(shù)時(shí),查看幾何圖形上的紋理大小,紋理的預(yù)覽同時(shí)對(duì)應(yīng)于仿真模擬運(yùn)算結(jié)果和實(shí)時(shí)預(yù)覽preview結(jié)果。當(dāng)然在texture preview中有三種預(yù)覽模式,none表示當(dāng)前不顯示預(yù)覽模式,選擇texture表示可以預(yù)覽texture的覆蓋程度,normal map可以預(yù)覽normal類型圖,同樣可以通過(guò)UV映射來(lái)改變texture的大小、旋轉(zhuǎn)、映射方式。


Speos Texture可視化紋理提升視覺感知


4.仿真運(yùn)算屬性中,激活texture功能,texture在仿真運(yùn)算結(jié)果中展示方式有三種,分別是color from texture,color form BSDF和none。Color from texture來(lái)自紋理的顏色,來(lái)自紋理的顏色是指模擬結(jié)果使用圖像紋理的顏色和顏色明度,如果應(yīng)用bump凹凸映射時(shí),仿真結(jié)果也考慮了凹凸映射的灰度顏色亮度。Color from BSDF顏色來(lái)自BSDF,來(lái)自BSDF的顏色是指仿真結(jié)果使用了BSDF信息的紋理映射光學(xué)屬性,紋理表現(xiàn)是texture,顏色使用BSDF文件。對(duì)于None,仿真結(jié)果同時(shí)使用圖像紋理顏色和紋理映射光學(xué)屬性的疊加方式。


Speos Texture可視化紋理提升視覺感知


5.選擇inverse simulation仿真,可以使用preview預(yù)覽功能,預(yù)覽仿真結(jié)果,可以更改texture map替換不同的可視化紋理,同時(shí)更改BSDF光學(xué)屬性替換光學(xué)屬性,同時(shí)使用新版圖形處理器功能,preview的結(jié)果可以save為XMP仿真文件進(jìn)行仿真分析。


Speos Texture可視化紋理提升視覺感知



結(jié)論

Ansys Speos同樣支持多層texture的使用,對(duì)每一層的texture應(yīng)用UV映射關(guān)系,將BRDF與帶有alpha透明度的texture聯(lián)合使用,用以實(shí)現(xiàn)更高級(jí)復(fù)雜的可視化紋理,得益于2023R1版本功能的提升,preview紋理可以預(yù)先查看紋理與匹配幾何對(duì)象貼合程度,調(diào)整UV匹配紋理,提升視覺感知質(zhì)量,使Speos光學(xué)仿真設(shè)計(jì)創(chuàng)造更多可能性。


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