ansys包含哪些工具
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys包含哪些工具的實例教程
為了方便起見，我們建立了一個模板，其中包含了所有初始元素以及整個擋風玻璃的自由曲面模型。擋風玻璃由擴展多項式面型模擬。讓我們一起來看看這個文件是如何建立的。
系統選項:
孔徑：視窗為系統光闌，它表明了駕駛員眼睛位置可移動的范圍：寬度 = ± 50mm，高度 = ± 20mm，這個尺寸的矩形孔徑被放置在光闌面。
然后計算入瞳直徑 (EPD) 為 2 x (sqrt (20^2+50^2)) = 108 mm。
視場：
視場類型被設置為物高，歸一化被定義為矩形。在實際系統中，LCD顯示器上的圖像被放大了6倍以形成虛像。因為目前的設計是反向的，從虛像到LCD顯示器，虛像的尺寸可以被計算出來，并作為物高在視場數據編輯器里面定義視場大小。LCD顯示器尺寸為: 寬度 = ± 12.5mm，高度 = ± 5mm。因此，物面尺寸應該是這個尺寸的6倍：
波長: LCD 顯示器發光波長為0.55μm。
擋風玻璃
可以對整個擋風玻璃進行建模，也可以只對 HUD 使用的擋風玻璃的區域進行建模。
為了找到這個“有效”區域，可以使用光跡圖（Footprint Diagram）工具，該工具可以在分析菜單欄下的光線跡點(Rays & Spots)中找到。它顯示了光束在擋風玻璃表面上疊加的光跡：
擋風玻璃建模：
擋風玻璃可以通過序列模式下面型表征，例如自由曲面面型，或者也可以被看作非序列 CAD 零件。如果它被表征為一個非序列 CAD 零件插入到一個序列模式下的系統中，那么系統就變成了混合模式。
展開 為了方便起見，我們建立了一個模板，其中包含了所有初始元素以及整個擋風玻璃的自由曲面模型。擋風玻璃由擴展多項式面型模擬。讓我們一起來看看這個文件是如何建立的。
系統選項:
孔徑：視窗為系統光闌，它表明了駕駛員眼睛位置可移動的范圍：寬度 = ± 50mm，高度 = ± 20mm，這個尺寸的矩形孔徑被放置在光闌面。
然后計算入瞳直徑 (EPD) 為 2 x (sqrt (20^2+50^2)) = 108 mm。
視場：
視場類型被設置為物高，歸一化被定義為矩形。在實際系統中，LCD顯示器上的圖像被放大了6倍以形成虛像。因為目前的設計是反向的，從虛像到LCD顯示器，虛像的尺寸可以被計算出來，并作為物高在視場數據編輯器里面定義視場大小。LCD顯示器尺寸為: 寬度 = ± 12.5mm，高度 = ± 5mm。因此，物面尺寸應該是這個尺寸的6倍：
波長: LCD 顯示器發光波長為0.55μm。
擋風玻璃
可以對整個擋風玻璃進行建模，也可以只對 HUD 使用的擋風玻璃的區域進行建模。
為了找到這個“有效”區域，可以使用光跡圖（Footprint Diagram）工具，該工具可以在分析菜單欄下的光線跡點(Rays & Spots)中找到。它顯示了光束在擋風玻璃表面上疊加的光跡：
擋風玻璃建模：
擋風玻璃可以通過序列模式下面型表征，例如自由曲面面型，或者也可以被看作非序列 CAD 零件。如果它被表征為一個非序列 CAD 零件插入到一個序列模式下的系統中，那么系統就變成了混合模式。
展開 本文為使用OpticStudio工具設計優化HUD抬頭顯示器系統的第三部分，主要包含演示了如何使用OpticStudio非序列模式工具正向分析HUD系統的性能以及后續可能的擴展分析。
上兩篇文章中(第一部分點此查看，第二部分點此查看)，我們主要介紹了如何以逆向方式對于HUD系統進行建模，以及根據分析系統的初始性能，并結合具體設計指標了解如何對系統進行控制與優化。本篇文章將主要結合OpticStudio非序列模式功能進行正向HUD系統性能的整體評估。（聯系我們獲取文章附件）
最終步驟：從顯示器到虛像(正向)
翻轉系統
翻轉系統不是直接一步到位的。鏡頭數據編輯器中的元件翻轉工具有一些限制，HUD系統肯定會破壞這些限制，因為該系統包含坐標間斷和非標準表面。
棘手的部分是Z軸是“翻轉的”。對于像HUD這樣的非對稱系統，該工具無法正常工作。
另一種解決方案如下所述：
?在鏡頭數據編輯器中，選擇Make Double Pass工具：
該系統在表面12上包含一個反射面，該反射就是LCD。只有我們系統的之后部分才值得關注。
?表面24是新的STOP表面。首先可以固定表面24的半直徑，將“孔徑”更改為“按光闌大小浮動”，然后將“STOP”表面設置為表面24。
?系統需要整理：刪除從“虛像”到“顯示器”中定義的所有表面；從表面1到11。設計結果可以在表面13上移除，表面13的厚度是固定值2000mm。“物面厚度(表面0)”設置為0mm。
?表面13即STOP面可以設置為全局坐標參考表面。
展開 本文為使用OpticStudio工具設計優化HUD抬頭顯示器系統的第二部分，主要包含演示了如何使用OpticStudio工具設計分析抬頭顯示器（HUD）性能，即全視場像差（FFA）和NSC矢高圖。（聯系我們獲取文章附件）
上篇文章中（點擊查看原文），我們主要介紹了如何以逆向方式對于HUD系統進行建模，下一步我們將根據分析系統的初始性能，并結合具體設計指標了解如何對系統進行控制與優化。
初始性能
增加系統像差的因素是風擋玻璃，我們可以對于像差進行分析。
該系統可以簡化為來自無窮遠處(眼睛)的光，并被風擋玻璃反射；反射后，點列圖可以告訴我們在“真實”風擋玻璃和理想風擋玻璃(平面鏡)的情況下的光線角度。
以下是定義文件的不同步驟：
·忽略表面6至11；
·將視場類型轉換為角度；
·將“物面厚度”值設置為“無限”；
·在風擋玻璃后面添加一個標準表面，作為理想平面風擋玻璃的模型。將材質設置為“MIRROR”。在“Surface 4 Properties”的“Aperture”下，從“Surface 3”中拾取“Aperture”；
·創建兩種多重結構：一種帶有“真正”風擋玻璃，另一種帶有理想的平面反射風擋玻璃(表面3和4)；
·勾選System Explorer…Aperture下的Afocal Image Space，設置單位為角度。
這些修改可以在“HUD_Step1_windshield_aberration.zar” 文件中找到：
要分析風擋玻璃引入的像差，請單擊 Analyze…Aberrations…Full Field Aberration。塞德爾像差工具在此不適用，因為它只描述旋轉對稱系統中的三階像差。
展開 可在 Optimize…Convert Asphere Type 下找到對應轉換工具。
將風擋玻璃轉換為網格矢高表面：
非序列模式下的矢高分析是ZOS-API的擴展，用于測量CAD零件的矢高。
該分析使用探測光源光線并記錄該探測光線擊中NSC物體的位置。文件“HUD_windshield_sag.zar”可以在文章頂部下載。它包含風擋玻璃CAD零件和資源。
風擋玻璃的X和Y尺寸需要在NSC矢高圖中進行設置。可以近似使用相機視圖結合活動光標位置讀取需要設置的X-Y：
可以為NSC矢高工具輸入以下設置：
在設置中，您可以：
?取消勾選“移除XY傾斜”。NSC矢高不會將NSC物體的傾斜設置為0。
?勾選“保留保存的文件”，將.zmx和.zrd文件保存到當前文件夾。
NSC矢高圖以偽彩色顯示。如果在“設置”下，“顯示”選項設置為“文本”，則它也可以顯示為文本列表。然后可以保存此文本輸出并將其轉換為正確的數據格式.DAT，該數據可以用于網格矢高表面。為了簡單起見，本示例中風擋玻璃采用擴展多項式曲面進行建模。
定位所有元件
這是一個表示所有元件位置的示意圖：
可以利用以下實用工具將表面進行放置：
?坐標間斷-返回：坐標間斷面可以通過坐標返回來定義表面傾斜和偏心情況，可以在以下位置找到：Surface Properties…Tilt/Decenter。OpticStudio隨后將計算該“坐標間斷”面的對應參數，以便在該坐標間斷面之后，局部坐標與先前序列表面的局部坐標相同。
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概要
汽車抬頭顯示器或汽車平視顯示器，也被稱為HUD，是在汽車中顯示數據的透明顯示器，不需要用戶低頭就能看到他們需要的重要資訊。這個名字的由來是由于該技術能夠讓飛行員在頭部“向上”并向前看的情況下查看信息，而不是斜著眼睛看下面的儀表。
這篇文章節選了在設計和分析抬頭顯示器（HUD）的性能時所使用的 OpticStudio 工具。
HUD 概述
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汽車抬頭顯示器或汽車平視顯示器，也被稱為HUD，是在汽車中顯示數據的透明顯示器，不需要用戶低頭就能看到他們需要的重要資訊。這個名字的由來是由于該技術能夠讓飛行員在頭部“向上”并向前看的情況下查看信息，而不是斜著眼睛看下面的儀表。
這篇文章節選了在設計和分析抬頭顯示器（HUD）的性能時所使用的 OpticStudio 工具。
HUD 概述
下面是
本文為使用OpticStudio工具設計優化HUD抬頭顯示器系統的第三部分，主要包含演示了如何使用OpticStudio非序列模式工具正向分析HUD系統的性能以及后續可能的擴展分析。
上兩篇文章中(第一部分點此查看，第二部分點此查看)，我們主要介紹了如何以逆向方式對于HUD系統進行建模，以及根據分析系統的初始性能，并結合具體設計指標了解如何對系統進行控制與優化。本篇文章將主要結合OpticStudio
本文為使用OpticStudio工具設計優化HUD抬頭顯示器系統的第二部分，主要包含演示了如何使用OpticStudio工具設計分析抬頭顯示器（HUD）性能，即全視場像差（FFA）和NSC矢高圖。（聯系我們獲取文章附件）
上篇文章中（點擊查看原文），我們主要介紹了如何以逆向方式對于HUD系統進行建模，下一步我們將根據分析系統的初始性能，并結合具體設計指標了解如何對系統進行控制與優化。
本文演示了如何使用OpticStudio工具設計分析抬頭顯示器(HUD)性能，即全視場像差(FFA)和NSC矢高圖。(聯系我們獲取文章附件)
初始結構
HUD簡介
以下為HUD的示意圖。液晶顯示器作為光源發光，光線被HUD的兩個反射鏡反射，然后通過風擋玻璃反射，最后進入駕駛員的眼睛。駕駛員將在道路上看到虛擬圖像，比如給他指示此時的速度影像的投影。
司機在開車時會轉動頭部導致視線的偏移
