在設(shè)計汽車光學(xué)系統(tǒng)時，盡可能精確地了解將在車輛內(nèi)部和外部使用的材料的光學(xué)特性非常重要。這將為您提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來模擬和評估光學(xué)系統(tǒng)以及它們?nèi)绾闻c材料相互作用。您將能夠更快地創(chuàng)建準(zhǔn)確的原型，并對仿真結(jié)果充滿信心。

光散射測量如何改善光學(xué)產(chǎn)品開發(fā)的具體示例包括：

量化的產(chǎn)品外觀質(zhì)量

訪問納米級表面粗糙度數(shù)據(jù)，實現(xiàn)更準(zhǔn)確的光學(xué)產(chǎn)品仿真

在光學(xué)設(shè)計評估中訪問真實世界的體積散射數(shù)據(jù)

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

1） 使用 Synopsys REFLET 180S 進(jìn)行儀表板測量

Synopsys REFLET 180S 是 109動態(tài)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。可以輕松調(diào)整光斑尺寸以聚焦于感興趣的特定區(qū)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(xué)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(fā)中用于比較不同的顆粒，看看哪個反映最少，分散最多。目標(biāo)是擁有盡可能大的漫射表面，以減少擋風(fēng)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(shù) （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(jìn)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(shè)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(shù) （BSDF），這要歸功于 Synopsys 開發(fā)和組裝的專利光學(xué)系統(tǒng)。在其他選項中，它可以提供有關(guān)表面顏色屬性的詳細(xì)數(shù)據(jù)。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(qū)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(biāo)，這對于此應(yīng)用非常重要。然后，您可以在一個平面中提取紅色、綠色和藍(lán)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(xiàn)的散射水平低于預(yù)期的藍(lán)色或綠色曲線。

3） 使用 Synopsys Mini-Diff VPro 進(jìn)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(tài)高分辨率測量。它是一個基于相機的系統(tǒng)，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(nèi)部顯示屏上防眩光材料（薄擴散器）的性能。該材質(zhì)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(nèi)容。

如下圖所示，我們使用測量數(shù)據(jù)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(dǎo)進(jìn)行體積散射測量

漫反射塑料通常用于汽車光導(dǎo)，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(zhǔn)確模擬光導(dǎo)性能，您需要對懸浮在塑料中的微小顆粒引入的散射進(jìn)行建模。體積散射 - 這是光學(xué)介質(zhì)的體積特性，可在材料體積內(nèi)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(nèi)部照明材料

為了獲得體積散射數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)導(dǎo)入LightTools照明設(shè)計軟件，并使用各種方法對光導(dǎo)進(jìn)行建模，包括Gegenbauer和Mie粒子。我們關(guān)于漫反射塑料建模的 LightTools 白皮書更詳細(xì)地描述了這一過程。

通過使用體積散射數(shù)據(jù)在 LightTools 中對光導(dǎo)進(jìn)行建模，您可以準(zhǔn)確地模擬其在均勻分布光方面的有效性。

審核編輯：郭婷