AR/VR系統(tǒng)的案例
光學(xué) | 仿真技術(shù)推動可穿戴健康監(jiān)測設(shè)備領(lǐng)域革新
熱管理：光學(xué)系統(tǒng)通常會產(chǎn)生熱量，而這會影響性能和用戶舒適度。Ansys的多物理場仿真功能可助力應(yīng)對熱挑戰(zhàn)，確保實現(xiàn)最佳功能。
橋接可穿戴健康監(jiān)控設(shè)備與AR/VR
可穿戴健康監(jiān)測設(shè)備與AR/VR技術(shù)的融合，為醫(yī)療保健和健康領(lǐng)域帶來了突破性的發(fā)展?jié)摿ΑＯ胂笠幌乱韵虑榫埃航∩碜粉櫰鞑粌H能監(jiān)控您的重要器官，而且還能將個性化的鍛煉指導(dǎo)投射到AR眼鏡中；還有沉浸式康復(fù)計劃的VR應(yīng)用，這些應(yīng)用是針對可穿戴設(shè)備收集的實時生物識別數(shù)據(jù)而為您量身定制的。
Ansys光學(xué)產(chǎn)品在實現(xiàn)這些可能性的過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如，AR/VR系統(tǒng)依靠鏡頭和反射鏡等傳統(tǒng)光學(xué)組件，以及全息光學(xué)單元（HOE）和超表面等組件來提供無縫視覺效果。Ansys仿真工具可幫助設(shè)計人員優(yōu)化這些組件的清晰度、亮度和耐用性，從而確保卓越的用戶體驗。此外，與AR/VR系統(tǒng)集成的可穿戴健康監(jiān)測設(shè)備還需要可靠的光學(xué)連接，而這可以通過Ansys光學(xué)產(chǎn)品精確的建模與驗證來實現(xiàn)。
推動消費類電子創(chuàng)新發(fā)展
隨著光學(xué)仿真技術(shù)的不斷進(jìn)步，更廣泛消費電子市場也能從中受益匪淺。智能手表、健身手環(huán)和AR眼鏡等設(shè)備不再是獨立的電子設(shè)備，相反，它們是更大生態(tài)系統(tǒng)的互連組件，旨在提高便利性并助力用戶健康。
Ansys光學(xué)產(chǎn)品通過提供全面的仿真解決方案，助力消費類電子企業(yè)加速創(chuàng)新并縮短產(chǎn)品上市進(jìn)程。通過消除對成本高昂的物理原型的需求并實現(xiàn)虛擬測試，Ansys可幫助工程師探索創(chuàng)意設(shè)計并高效迭代。
可穿戴健康監(jiān)測設(shè)備的未來發(fā)展?jié)摿?事實上，可穿戴健康監(jiān)測設(shè)備與AR/VR技術(shù)及消費類電子產(chǎn)品不斷集成，將為創(chuàng)新帶來無限可能。
展開 AR | 完全取消傳統(tǒng)屏幕！蘋果發(fā)布新?！爸苯右暰W(wǎng)膜投影儀”
“當(dāng)用戶通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)觀看畫面時，他們可能會感覺自己是從第一視角在場景中移動的，”它繼續(xù)說道，“不過，傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實或增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)或多或少都會遇到調(diào)節(jié)輻輳失配（Accommodation-Convergence Mismatch）問題，正是這一問題導(dǎo)致用戶感到眼睛疲勞、頭痛和/或惡心等不快?！?“當(dāng)VR或AR系統(tǒng)產(chǎn)生實質(zhì)性調(diào)節(jié)輻輳失配問題時，用戶大腦會感到迷惑，進(jìn)而出現(xiàn)頭痛惡心等不快，”蘋果公司說，“這種失配本質(zhì)上是，用戶兩只眼睛融合生成的畫面深度與大腦預(yù)期深度不匹配?！?比如，用戶正在觀看的AR或VR畫面所展示的內(nèi)容可能是虛擬的遠(yuǎn)景，也可能是遠(yuǎn)處有人向用戶走近。此時，AR/VR的這種體驗會告訴用戶眼睛需要聚焦在遠(yuǎn)處，但是實際顯示的內(nèi)容卻在用戶眼前。
“在立體顯示系統(tǒng)中，呈現(xiàn)給用戶的圖像會欺騙眼睛在遠(yuǎn)處聚焦，而實際的物理圖像卻在眼前，”該專利繼續(xù)說道，“與投影方式呈現(xiàn)的圖像深度相比，傳統(tǒng)方案這種試圖讓用戶同時聚焦在不同圖像平面或焦深上的過程，會讓用戶眼睛感到疲勞和/或增加其精神壓力。”
另外一部分原因當(dāng)然是這些頭戴式設(shè)備的尺寸和重量，不過這也與“調(diào)節(jié)-輻輳失配問題”有關(guān)。蘋果在專利中表示，這會大幅降低用戶對虛擬現(xiàn)實或增強(qiáng)現(xiàn)實環(huán)境的“耐力水平（即容忍度）?！?相比之下，將圖像投射到佩戴者的視網(wǎng)膜上更像是光線在我們環(huán)顧四周時正常進(jìn)入視野。當(dāng)然，這一方面的具體情況還與投影強(qiáng)度、光源亮度等諸多因數(shù)有關(guān)，不過該專利并沒有就這些方面展開。
相反，蘋果在提出使用直接視網(wǎng)膜投影方案后，基本上把剩余篇幅全部花在了如何在系統(tǒng)和方法上優(yōu)化瞄準(zhǔn)效果。這里，直接視網(wǎng)膜投影一定要做到足夠精確——它不僅要求將光投射到眼球內(nèi)，實際上更需要明確投影到哪些點，這樣才能保證效果。
展開 【2024 R1 版本更新】Ansys Zemax / Lumerical / Speos
2024 R1 版本提供了強(qiáng)大的功能，可加快仿真時間、提高仿真精度并擴(kuò)展與其他 Ansys 產(chǎn)品的互操作性
光學(xué)亮點： 光學(xué)軟件之間的互操作可提高效率
Ansys Optics 主要圍繞實現(xiàn)高效的多尺度光學(xué)仿真和分析，重點推出了一系列新特性和功能，以應(yīng)對各個行業(yè)的設(shè)計挑戰(zhàn)：
? Metalens 仿真和設(shè)計增強(qiáng)功能（更大、更復(fù)雜）
- 新的lumerical可將多入射角和振幅數(shù)據(jù)與偏振和相位數(shù)據(jù)一起存儲在一個快速、內(nèi)存效率高的映射文件中
- OpticStudio 中的超透鏡（Metalens） 光學(xué)性能分析：
- 利用 MTF 和 PSF 進(jìn)行圖像質(zhì)量分析，包括多透鏡/超透鏡模擬
- 用于相位約束優(yōu)化的新操作數(shù)
- 用于在 ZOS 和 Lumerical 中直接建立超透鏡模型的新 DLL
- 利用 HPC CPU 或單節(jié)點 GPU 驗證中大型超透鏡性能（直徑從微米到厘米級 ）
- 超透鏡的應(yīng)用：CMOS 圖像傳感器、內(nèi)窺鏡、激光雷達(dá)（發(fā)射、接收）、緊湊型成像系統(tǒng)（手機(jī)攝像頭、網(wǎng)絡(luò)攝像頭）、AR/VR 系統(tǒng)
? 精簡而全面的雜散光分析
- 從 Zemax OpticStudio 向 Speos 導(dǎo)入光學(xué)設(shè)計（透鏡幾何圖形和光學(xué)屬性）的全新簡化工作流程。這有助于從光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計和性能分析順利過渡到Speos 的高級雜散光分析。
展開 增強(qiáng)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計 | Zemax 全新 22.2 版本產(chǎn)品現(xiàn)已發(fā)布！
控制入瞳直徑在弱照明情況下特別重要，例如在低光系統(tǒng)中，如夜視系統(tǒng)、顯微鏡、機(jī)器視覺系統(tǒng)、傳統(tǒng)攝影以及一些AR/VR 系統(tǒng)。
由于像方F/#控制PSF 的大小，從而控制系統(tǒng)的分辨率，這個孔徑類型可以被用于衍射極限的系統(tǒng)，如望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡和微距鏡頭。
之前，視場類型僅限于無窮遠(yuǎn)的角度和經(jīng)緯角，以及有限物體距離的物體高度，光線角度小于90°?，F(xiàn)在，視場角和經(jīng)緯角也支持有限物體距離的視場角。這對視場角大于180 度的廣角系統(tǒng)非常有用，例如用于攝影和監(jiān)控的安防攝像頭和魚眼鏡頭。這些改進(jìn)擴(kuò)大了設(shè)計的范圍。在這些設(shè)計中，這種新算法可以幫助解決諸如"無法追跡"的錯誤和分析中的不連續(xù)問題。
1.3 導(dǎo)出到Speos 透鏡系統(tǒng)工具(限專業(yè)版和旗艦版)
生成當(dāng)前光學(xué)系統(tǒng)的降階模型用于Speos 仿真。Ansys Speos 經(jīng)常被用來將組件級設(shè)計整合到綜合系統(tǒng)仿真中，以便進(jìn)行渲染和可視化。其中一個例子是用OpticStudio 設(shè)計的相機(jī)傳感器，如這里所述：https://www.zemax.com/blogs/news/zemax-and-ansys-collaborate-to-enable-saferreliable-autonomous-vehicle-navigation. 從 OpticStudio 到 Speos 的數(shù)據(jù)傳輸以前是通過一個單獨的工具（導(dǎo)出到SPEOS 透鏡系統(tǒng)工具）支持的，但從22.2 版本開始，所需的數(shù)據(jù)模型現(xiàn)在可以直接從OpticStudio 創(chuàng)建。生成的模型包括光學(xué)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，以便在現(xiàn)實環(huán)境中進(jìn)行準(zhǔn)確的光學(xué)傳感器模擬。為了計算降階模型，你所要定義的是傳感器的寬度和高度、采樣點的數(shù)量以及探測光線的數(shù)量。Ansys Speos 畸變文件將被生成并導(dǎo)出到Speos 透鏡系統(tǒng)的工具。
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LED | 初創(chuàng)公司Raxium加速RGB Micro LED研發(fā)和量產(chǎn)進(jìn)程
該公司4月12日公開宣布已成功向業(yè)界知名的Micro-LED初創(chuàng)公司Raxium供應(yīng)Solstice? S4型單晶片電鍍系統(tǒng)，該系統(tǒng)將主要用于開發(fā)和制造Micro-LED微型顯示器。
據(jù)報道，Raxium公司針對增強(qiáng)和虛擬現(xiàn)實 (AR/VR) 系統(tǒng)等應(yīng)用，創(chuàng)造性地開發(fā)了一種單晶片型RGB Micro-LED顯示技術(shù)，其性能效率比之前公布的世界紀(jì)錄高出五倍以上。
通常，Micro-LED由非硅化合物半導(dǎo)體制成，最終用作顯示器的成品都需要用到數(shù)千顆 100微米尺寸以下的發(fā)光芯片。可以看得出，這種顯示器設(shè)計方案的重點是優(yōu)先處理和材料及芯片數(shù)量相關(guān)的瓶頸問題。
在這樣的技術(shù)背景下，ClassOne Technology公司的先進(jìn)Solstice平臺憑借其非常高的電鍍速率和吞吐量，可以助力客戶極大提升其Micro-LED顯示器的生產(chǎn)良率和器件性能。該平臺設(shè)備和技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，這讓ClassOne Technology慢慢成為新興Micro-LED顯示器領(lǐng)域的一家領(lǐng)先的電鍍設(shè)備供應(yīng)商。
據(jù)資料顯示MarketsandMarkets 預(yù)計，到2027年該領(lǐng)域的銷售額將超過210億美元，復(fù)合年增長率達(dá)81.5%。
“Raxium公司目前處于Micro-LED顯示器技術(shù)的開發(fā)最前沿，”ClassOne Technology的首席執(zhí)行官Byron Exarcos說道，“我們認(rèn)為他們先進(jìn)的顯示技術(shù)有助于為市場提供最高質(zhì)量的下一代AR/VR設(shè)備，我們期待與他們合作，幫助推動他們下一階段產(chǎn)品的開發(fā)。”
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