作者：刘琼 上海安世亚太光学软件应用工程师
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编者按
本文阐述了Ansys SPEOS 2021R1出现的新功能，作者从4个维度、11个角度进行了深入剖析，文字、图片和视频三种方式相辅相成，向大家清晰地展示了Ansys SPEOS升级后的优势。
Ansys SPEOS 2021R1自发布以来，已经有很多用户进行了更新。通过这段时间的体验，不少用户对Ansys SPEOS 2021R1给出了好评，但是也有很多用户由于产品领域差异、产品侧重点以及使用深度等问题，对Ansys SPEOS 2021R1究竟增加了哪些新的功能仍然存在疑问。
接下来，我们详细介绍一下Ansys SPEOS 2021 R1的新功能。
传感器/自动驾驶
增加新型激光雷达传感器模块：扫描式激光雷达和旋转式激光雷达，并且整体进行了升级，具体内容如下：
■ 激光雷达模拟允许定义激光雷达传感器的发射顺序，调用文件中内含的发射时间、光源功率、发射角度等信息使仿真更加真实。
图1 激光雷达类型
■ 利用SPEOS-LiDAR的原始飞行时间，分析激光雷达传感器接收的信号，例如三维点云生成、开发出更稳健的检测算法。
图2 TOF后处理功能详细信息
■ 雾模拟：增加环境光，配合基于对比度的智能算法，可以检测到卡车（灰色信号）。
图3 原始飞行时间Time of Flight – 雾模拟
可视化
SPEOS可实时预览
SPEOS 实时预览preview功能：
1、支持复杂光源（包含光谱和光强信息），可以预览色差、色变等现象。
图4 实时预览色差现象图
■ 预览逆向模拟中的照度探测器，计算包含环境光的照度结果，实现Sunburn效应分析的快速模拟。
图5 逆向模拟中的照度探测器
■ 实时预览各种复杂的体散射材料。从库中预览任何雾材料，以及最复杂的漫反射材料。
图6 实时预览雾和乳白色材质
在VR-Lab中支持HDR10显示
■ 软硬件交互，在兼容的屏幕上查看HDR仿真结果，方便检查虚拟模型1:1的亮度，其中最高亮度可达1500cd/m²，从而实现高级的视觉对比能力。
图7 HDR10显示与标准屏幕效果对比
■ 在暗色调和明亮色调中可以看到更多细节。针对内饰照明，可以实现1:1检查；针对外饰照明，可以得到更好的人眼视觉效果。
图8 SDR和HDR 屏幕效果对比
增加光度学查看器——网格视图
如图9所示，增加相关标准的视图报告，实现位置值可视化以及标准是否通过等有效信息，使用户检查结果更直观，效率更高。
图9 光度学查看器信号灯标准对比图示
性能提升
性能提高
与2020R2版本相比，2021R1版本的加载速度、保存速度、模拟导出速度、光源更新速度都有一定的提升，参考图10。
图10 2020R2与2021R1功能速度对比
如图11所示，在OPD设计模块中，光学面和光学透镜更新速度也有很大的提升。
图11 OPD设计模块更新速度对比
CATIA脱机项目转换到Ansys SPEOS
为了节省时间，用户现在可以利用批处理转换器进行脱机启动CATIA项目的转换，同时保持几何精度。用户可以使用其转换的项目，而无需任何延迟。
图12 批处理转换器菜单
Ansys SPEOS的自动化功能
Ansys SPEOS 2021 R1可通过自动化访问所有SPEOS参数，兼容Record功能，自动完成编写脚本功能使得非专家编写脚本变得容易，使自动化重复任务或执行高级分析变得直观，使创建SPEOS脚本变得简单。
SPEOS可设置几何组和光源组
为了简化仿真以及结果分析，2021R1版本可以在Group中采用Create NS对几何图形和光源进行分组设置，从而使仿真设置更简单。
另外可以按光源分层进行分析，使结果分析更便捷。
图13 Create NS创建分组
图14 分组前后对比
图15 XMP文件光源分组分析模拟结果
自动对焦
实现传感器视野即时预览，借助自动聚焦选项，可以快速定义传感器位置和方向，视图将自动对齐以反映您将获得的模拟结果。
灵活部署SPEOS
Ansys集成了统一安装程序和帮助查看器
Ansys SPEOS HPC安装程序集成到统一安装程序中，使安装更容易，HPC配置更简单；同时SPEOS支持多版本同时存在，在软件使用中可随时打开相对应的Help文档，快捷方便。
图14 HPC配置、支持多版本以及快速查看HELP
SPEOS加入了Ansys Cloud
■ 可以轻松在Ansys Cloud上提交模拟工作，加快你的模拟。
■ 可以选择最近的数据中心，同时选择从Small到Xlarge，速度可提升60倍。
■ 可以从云桌面（虚拟桌面基础设置）中直接访问Ansys SPEOS。
■ 另外SPEOS可与其它ANSYS产品Mechanical、Fluent、OptiSLang等联合仿真。
图15 Ansys Cloud界面
结束语
Ansys SPEOS 2021R1在传感器/自动驾驶、可视化、软件性能，以及软件部署等四个方向增加了多个新功能，带来了更强的性能、更快的模拟速度以及更高的可靠性。
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