當(dāng)我們談?wù)搩?yōu)化人類感知的內(nèi)部照明時(shí)，我們實(shí)際上指的是兩個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域：安全性和駕駛員體驗(yàn)。如果內(nèi)部照明可以提供盡可能最佳的體驗(yàn)，駕駛員則能夠更好地應(yīng)對(duì)頗具挑戰(zhàn)性或意外的駕駛狀況，并且減輕疲勞感。除了功能優(yōu)勢(shì)外，內(nèi)部照明可以使汽車變得更具時(shí)尚、現(xiàn)代感，讓人心情愉悅，或者也可以使汽車酷炫感十足。如今，照明在汽車造型中發(fā)揮著重要作用。

內(nèi)部照明包括衛(wèi)星導(dǎo)航/GPS，車頂燈，存儲(chǔ)、閱讀和環(huán)境照明，例如光導(dǎo)或光管。上述每一種照明類型都會(huì)影響駕駛員的舒適性和安全性。工程師需要平衡光學(xué)要求（例如均勻性）以及與性能和成本相關(guān)的其它重要規(guī)范。得益于多物理場(chǎng)仿真，工程師可以考慮復(fù)雜的人性化設(shè)計(jì)，同時(shí)滿足核心工程設(shè)計(jì)約束條件。

?

環(huán)境照明的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在為汽車設(shè)計(jì)尋找盡可能最佳的照明配置和材料選擇時(shí)，工程師面臨著諸多光學(xué)挑戰(zhàn)。以下因素會(huì)顯著影響駕駛員對(duì)于汽車內(nèi)部環(huán)境照明的體驗(yàn)。

?

漏光

通過(guò)仿真，工程師可以在現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估光導(dǎo)等組件，以觀察光的行為表現(xiàn)（圖1）。由此，他們可以找到機(jī)會(huì)糾正缺陷。優(yōu)化棱鏡和內(nèi)部組件可以改進(jìn)光導(dǎo)本身，但如果不將光導(dǎo)集成到系統(tǒng)中，就無(wú)法真實(shí)地了解光的行為。通過(guò)在設(shè)計(jì)流程的早期階段執(zhí)行此類分析，工程師可獲得更多的機(jī)會(huì)來(lái)進(jìn)行利于成本控制的缺陷糾正。

圖1：3D視圖中的光線追跡有助于確定漏光原因

比色分析

通過(guò)仿真，工程師可以測(cè)量不同CIE色彩空間中的顏色坐標(biāo)（圖2），以確保它們符合規(guī)范并評(píng)估光源的質(zhì)量。

?

圖 2. 根據(jù)CIE1931（右）分析RGB修改前（左上方）后（左下方）的顏色變化

顯示器的易讀性?

對(duì)于任何給定的相對(duì)視覺(jué)性能（參見ISO 15008:2003），工程師通過(guò)實(shí)現(xiàn)具有盡可能高的分辨率（和盡可能低的成本）的顯示器來(lái)提高可讀性。仿真軟件可提供相對(duì)視覺(jué)性能測(cè)試來(lái)計(jì)算對(duì)比度，同時(shí)考慮字體大小、背景顏色、前景顏色和距離。該測(cè)試有助于工程師了解駕駛員是否易于讀取文本或圖像。

陽(yáng)光反射

在黑暗中或強(qiáng)烈的陽(yáng)光下進(jìn)行測(cè)試可以更準(zhǔn)確地了解光源質(zhì)量，因?yàn)檫@會(huì)考慮到更高風(fēng)險(xiǎn)的狀況。如果駕駛員由于陽(yáng)光反射而無(wú)法看清導(dǎo)航地圖，這可能是一大安全問(wèn)題。仿真可以幫助工程師識(shí)別出光線能夠照射駕駛員眼睛時(shí)的關(guān)鍵太陽(yáng)方位（圖3）。由此，工程師可以測(cè)量統(tǒng)一的眩光等級(jí)，以了解可能出現(xiàn)眩光的位置，以及它對(duì)駕駛員而言是否可控。

?

圖 3.使用Ansys Speos從駕駛員的角度測(cè)試關(guān)鍵太陽(yáng)方位

?

針對(duì)儀表板眩光效應(yīng)的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

當(dāng)陽(yáng)光照射到車輛儀表板上并反射到駕駛員和乘員的眼中時(shí)，他們就會(huì)受到眩光的困擾。通過(guò)設(shè)置一致的太陽(yáng)方位條件，工程師可以對(duì)儀表板上的不同皮革和塑料進(jìn)行仿真，以更好地了解乘員可能遭遇的眩光效應(yīng)等級(jí)。此外，工程師還可以確保裝飾性的鍍鉻元件既時(shí)尚又實(shí)用，同時(shí)不會(huì)對(duì)駕駛員造成干擾，也不會(huì)在關(guān)鍵的太陽(yáng)方位條件下導(dǎo)致潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于一種給定的裝飾材料，工程師可以評(píng)估多種不同的太陽(yáng)方位。

偏光太陽(yáng)鏡的效果

許多顯示器會(huì)使用偏振光，因此當(dāng)車內(nèi)乘員佩戴偏光太陽(yáng)鏡時(shí)，這可能會(huì)妨礙他們查看顯示器。除了探索汽車內(nèi)部的偏振效應(yīng)之外，制造商還采用仿真來(lái)測(cè)試擋風(fēng)玻璃的偏振涂層。這些涂層可將那些不適合照射進(jìn)汽車的多余光線反射出去。

?

亮度

在設(shè)計(jì)汽車時(shí)，仿真輻照度或強(qiáng)度等光量非常重要，但人眼感知到的光線最為重要。亮度仿真對(duì)于測(cè)量到達(dá)給定點(diǎn)的光量至關(guān)重要。例如，在圖3中該點(diǎn)是駕駛員的眼睛位置。工程師可以更進(jìn)一步，根據(jù)駕駛員的反應(yīng)時(shí)間、眼部條件和眼齡等參數(shù)，將亮度與人眼能感知到的亮度一同顯示。例如，感知到的眩光效果會(huì)因觀察者的年齡而有所不同。除了根據(jù)法規(guī)或可測(cè)量的規(guī)范進(jìn)行測(cè)試之外，通過(guò)仿真人類視覺(jué)，工程師還可以虛擬體驗(yàn)產(chǎn)品，好像身臨其境一般（圖4）。?

?

圖4：Ansys Speos中的尾燈仿真結(jié)果

?

面向未來(lái)的設(shè)計(jì)

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，抬頭顯示器（HUD）等內(nèi)部照明技術(shù)，在幫助駕駛員和乘員更舒適地使用自動(dòng)駕駛功能方面發(fā)揮了重要作用。抬頭顯示器使用環(huán)境檢測(cè)來(lái)提供信息反饋，并直接顯示車輛傳感器所能感知到的信息。這種透明度有助于讓駕駛員建立信任。一些制造商也在努力建立行人的信任感，當(dāng)自動(dòng)駕駛汽車停下來(lái)時(shí)，它會(huì)為行人投射出一些標(biāo)志，比如人行橫道標(biāo)記。