本文原刊登于Ansys Blog：《Centering Human Vision in Vehicle Display Design》

作者：Gwenael Moysan | Ansys 應用工程經理

編輯整理：孫鴻燁 | Ansys Speos 高級應用工程師

如果產品設計無法使終端用戶產生共鳴，就不會存在卓越的工程設計。您可以設計一種結構堅固的方向盤，但如果它被放在錯誤的位置，就無法實現其用于轉向的主要目的。

同樣，在圍繞人類視覺進行設計時，顯示器其實無需具備盡可能高的亮度或能量輸出。光學工程師可能會追求上述特性，但是這種期望往往會讓設計的目的被忽略掉。優化車輛顯示以終端用戶為中心，因此應該重點關注他們感知周圍世界的方式。

談到功能，在很多設計方面都存在改進的空間：

• 字體大小：顯示器設計可以減小像素大小適應低分辨率，最終以精細的圖像顯示在屏幕上。

• 對比度：可讀性會被文本和背景之間的感知對比影響。在低對比度條件下，文字更難以看清，尤其是在駕駛員應該把注意力放在道路上的導航場景中時。

• 材質：當顯示器被灰塵或油性指紋覆蓋時，在極端情況的日照位置下更難讀取信息（圖1）。攝像頭上的灰塵或擋風玻璃上的雨滴也會產生類似的問題。

• 人機交互：顯示器的物理位置和方向會影響駕駛員和乘員對屏幕的感知。優化設計能提高人機交互的總體質量。

• 視野：與抬頭顯示器（HUD）更緊密相關的是，工程師們正在開發支持更廣闊視野的光學技術，并在真實世界條件的基礎上疊加投影信息。這些技術預計將適用于小空間，以避免破壞儀表板的美感或占用儀表板下的寶貴空間。

在早期，工程師們通過測試光如何與LED晶體或OLED層等不同幾何結構的相互作用來設計納米級的顯示器。隨著設計從光子組件模型擴展到光學組件模型，設計的焦點也轉移到了偏振層和表面涂層等元素。由于大多數汽車制造商都依賴外部供應商的顯示技術，因此設計的最后階段的重點，是將顯示器集成到車輛中。

日照研究確定了極端情況的日照位置，并分析了來自其它光源的反射。在某些情況下，后處理算法允許用戶看到比如眩光投射在屏幕上的效果。Ansys算法考慮了人眼生物學特性，可模擬出適應時間甚至是色盲的情況。比如，當駕駛員置身于黑暗環境中5分鐘后，他們的眼睛突然看向顯示器時，其感受與在處于明亮光線環境下5分鐘后的感覺截然不同。眼睛可以不斷適應光線的調整，而合適的仿真工具要能夠渲染出真實的各種光環境類型。

圖1：在極端情況的日照位置，人類對帶有指紋的顯示器與干凈顯示器的感知情況

在使用基于物理的渲染來仿真人類視覺時，預測未來產品的質量和性能比創建現有原型的逼真渲染更有價值。基于物理的渲染的關鍵要求之一是中央處理器（CPU）或圖形處理器（GPU）上的高性能計算（HPC）。Ansys正在快速增加對GPU的支持，因為其運算可以更接近實時。這些結果可以在Ansys Human Vision Lab中，利用上述人眼參數進行分析和體驗。

歸根結底，雖然規范很重要，但有時它們來自未知來源，或者純粹只是比實際應用所需更嚴格。借助仿真軟件可以很快獲得結果，但是對于最終產品體驗，還是有必要考慮更全面。因為，當駕駛員進入車內時，他們不會測量顯示屏發出多少光，但卻會考慮車輛給他們的感覺。由此可見，預測這些感覺和感知能力，以及在不過度設計的情況下做出設計決策的能力，便是虛擬原型開發工具的價值所在。

不只著眼于數字，而是體驗結果。

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