Ansys Speos | 視覺(jué)模擬仿真中,Natural Light 易被忽略的參數(shù)設(shè)置

在Speos的人眼視覺(jué)仿真中,不可或缺的環(huán)境光源natural light,它可以實(shí)現(xiàn)全天候、全年、各地理域的太陽(yáng)方位角,完全可以依靠 natural light 在 Speos 視覺(jué)模擬仿真中,再現(xiàn)或者發(fā)現(xiàn)不可預(yù)見(jiàn)的直射太陽(yáng)光、反射太陽(yáng)光、屏幕眩光等。今天我們來(lái)講一講,關(guān)于 natural light 的使用中,容易被忽視的參數(shù)設(shè)置。

本文將闡述為什么人眼視覺(jué)仿真結(jié)果有天空和地面,分界線來(lái)源那里呢?


首先創(chuàng)建一個(gè)natural light

1. 定義Z方向,指明天空和地面的分界線,選擇N方向,指明東南西北四向;

2. 在sun type中選擇Automatic,會(huì)出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置,time zone and location是指明太陽(yáng)光的經(jīng)緯度和地區(qū)信息,包含全世界典型的國(guó)家位置,date and time是指明太陽(yáng)在全天24小時(shí)的具體方位,包括年月日信息和時(shí)間信息,turbidity屬性中可以定義天空光源的渾濁度;

3.  或者是在sun type中選擇direction,在sun direction中選擇太陽(yáng)光入射的方向,定義特定方向的太陽(yáng)光入射位置,模擬屏幕的直射眩光,可以選擇交互式仿真中得到的實(shí)體光線作為sun的方向(關(guān)于這部分的內(nèi)容感興趣的小伙伴可以參考之前的發(fā)文);

4.  with sky 選擇ture,則人眼視覺(jué)中的仿真結(jié)果會(huì)出現(xiàn)藍(lán)天和黑色地面。


Ansys Speos | 視覺(jué)模擬仿真中,Natural Light 易被忽略的參數(shù)設(shè)置的圖1


創(chuàng)建人眼視覺(jué)探測(cè)器radiance sensor

1.  選擇探測(cè)器,定義視覺(jué)探測(cè)器;

2.  注意type選擇為colormetric或者spectral類型;

3.  Sensor大小,設(shè)置上下對(duì)稱,左右對(duì)稱,便于后續(xù)解釋。

Ansys Speos | 視覺(jué)模擬仿真中,Natural Light 易被忽略的參數(shù)設(shè)置的圖2

運(yùn)算inverse simulation

1.  不選擇幾何體;

2.  光源選擇natural light;

3.  探測(cè)器選擇radiance sensor;

4.  運(yùn)算仿真;


Ansys Speos | 視覺(jué)模擬仿真中,Natural Light 易被忽略的參數(shù)設(shè)置的圖3


我們得到一個(gè)天空和地面等分的結(jié)果,為什么會(huì)出選地面呢?因?yàn)槲覀冊(cè)谠O(shè)置natural light的參數(shù)時(shí),選擇了with sky,為了顯示天空效果,所以會(huì)出現(xiàn)黑色地面。


那么分界線是如何定義的呢?天空和地面的分界線來(lái)源于人眼視覺(jué)的眼位點(diǎn)前視方向,若前視方向和地面平行,則natural light天空和地面各有一半,因?yàn)槿搜垡晥?chǎng)尺寸是我們輸入的start和end各一半;若前視方向仰角,則地面占比減少,例如向上5°;若前視方向?yàn)楦┙牵瑒t地面占比增加,例如向下5°。


Ansys Speos | 視覺(jué)模擬仿真中,Natural Light 易被忽略的參數(shù)設(shè)置的圖4

仰角5°視角


Ansys Speos | 視覺(jué)模擬仿真中,Natural Light 易被忽略的參數(shù)設(shè)置的圖5

俯角5°視角


所以,當(dāng)radiance sensor的人眼視角方向決定了natural light天空和地面的分界線,當(dāng)然也可以通過(guò)調(diào)節(jié)sensor 尺寸的start和end的大小,來(lái)相應(yīng)改變天空和地面的占比;


但是,通常人眼視覺(jué)仿真只取natural light的太陽(yáng)方位,不取它涵蓋的天空,并會(huì)另外設(shè)置environment光源,調(diào)用HDRI文件來(lái)設(shè)置天空環(huán)境場(chǎng)景。此時(shí)需要將natural light的參數(shù)with sky選擇false,因?yàn)橥瑫r(shí)定義了environment和natural light,由于environment光源中帶入了天空的信息,同時(shí)定義的natural light也涵蓋天空信息,所以需要將natural light的SKY改成false,這樣表示取environment光源中的天空信息,取定義的natural light光源中的太陽(yáng)方位和強(qiáng)度信息。這樣仿真計(jì)算出來(lái)的結(jié)果,既含有太陽(yáng)方位,又包含環(huán)境。


Ansys Speos | 視覺(jué)模擬仿真中,Natural Light 易被忽略的參數(shù)設(shè)置的圖6


Ansys Speos | 視覺(jué)模擬仿真中,Natural Light 易被忽略的參數(shù)設(shè)置的圖7


如果忘記修改natural light中的with sky為false,依然時(shí)true激活的狀態(tài),那么仿真natural light 和environment的共同結(jié)果將會(huì)出現(xiàn)natural light的天空和environment與黑色地面作用的場(chǎng)景。


Ansys Speos | 視覺(jué)模擬仿真中,Natural Light 易被忽略的參數(shù)設(shè)置的圖8


現(xiàn)在我們知道了在使用natural light仿真中出現(xiàn)的一些特殊狀況,如何修改視角調(diào)整天空和地面的大小,如何natural light和environment配合使用,當(dāng)然最重要的是,當(dāng)出現(xiàn)本文中任何一種狀況,可以調(diào)整sensor或者natural light的參數(shù)進(jìn)行合適的人眼視場(chǎng)和場(chǎng)景條件。



Ansys Speos | 視覺(jué)模擬仿真中,Natural Light 易被忽略的參數(shù)設(shè)置的圖9

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