LucidShape-计算机辅助汽车照明设计
LucidShape是一款先进的3D系统，用于汽车照明和光学产品功能的计算机辅助设计，配备强大的交互式工具，可进行设计、仿真、分析和文档编制。
VisionSym通过提供基于物理的光真实感仿真解决了这一挑战，使得可以在虚拟环境中评估定性和定量指标。VisionSym还利用GPU技术的最新进展，显著加快了创建系统照明和非照明可视化所需计算的速度。
LucidShape的应用
• 投影式前照灯
• 反射式前照灯
• 动态照明功能
• 自适应照明 (AFS, ADB)
• 日间行车灯 (DRL)
• 所有信号应用导光管
• 牌照灯
• 超快速可行性研究
• 前照灯测试
• 光数据比较
• 法规测试
• 虚拟原型设计
图1.在LucidShape中建模的前照灯和刻面反射镜
LucidShape功能
• LucidStudio，一个交互式开发环境，用于执行所有设计任务，以及显示和分析几何图形与仿真结果
• LucidShape FunGeo，一组用于计算功能几何形状（如自由曲面反射镜和透镜）的算法
• LucidShell，一个脚本解释器，使用类似 C 的语言，让您可以自由定制和创建自己的应用程序
• LucidObject，一个丰富的照明组件工具箱，有助于简化和加速构建复杂照明仿真的过程
• 可视化模块，用于对汽车照明系统的照明和非照明外观进行高速光真实感可视化
凭借其用于模拟光源、表面、材质和传感器的强大工具，LucidShape 可用于设计广泛的应用。
LucidShape FunGeo是帮助您快速创建反射镜或透镜几何形状的终极功能。LucidShape FunGeo基于"形式服从功能"的原则：您指定预期的照明参数（例如，扩散角），程序便会计算出所需的几何形状。
快速光线追踪算法可预测产品的预期功能。LucidShape是市场上用于反射镜设计的最快光线追踪软件。LucidShape还包括运动中的光，例如驾驶场景和反射镜运动。您可以定义自己的设计、仿真、分析和文档编制界面。LucidShape满足您的个性化需求。LucidShape的导入和导出功能允许您以各种格式传输计算机辅助设计 (CAD) 和光度数据。为支持设计流程，LucidShape还包含了用于检查和记录几何图形与光数据的工具。
图2.带有枕形光学透镜的尾灯
光学和照明产品的数字化设置
要执行仿真和分析，首先需要为汽车照明/光学产品建立数字化设置。LucidShape支持在各种应用中设置这些光学场景。
几何图形可以在LucidStudio中交互式定义、从CAD文件导入，或者在shell脚本中定义或计算。复杂几何体（如光导或棱镜组）在shell脚本中定义可能更简单。另一方面，照明灯具周围的几何体（例如，边框、支撑结构和遮光罩）在CAD系统中设计然后导入LucidShape可能更方便。
LucidShape支持大量不同的几何体、材质和介质类型，可以对任何光学设置进行建模。
使用LucidShape FunGeo实现形式服从功能
要达到期望的光学或照明效果，您需要从照明灯具中正确的形状开始，而LucidShape FunGeo提供了设计具有照明或光学行为的自由形状（如反射镜和透镜）的工具。计算光学和照明功能是LucidShape FunGeo的主要特性之一。
仿真
仿真是一系列计算，允许您预测光在特定照明灯具中的表现。它可以解答诸如"光强分布将如何？"或"目标表面上的照度分布将如何？"等问题。提供了多种仿真工具，主要区别在于计算时间和计算结果的精度：
• 正向蒙特卡罗光线追踪
• 光谱光线追踪
• 多处理器光线追踪
• 精确NURBS光线追踪或快速三角形相交
• 快速光映射
• 交互式光线追踪
• 随机光线
• 通过反向光线追踪生成亮度图像的照明外观
• 收集传感器光（直接从光源加载光）
• 反向传感器光（反向计算来自传感器的光源分布）
图3.用于反射镜和透镜设计的程序化表面
图4.使用虚拟亮度相机模拟照明外观
用于反射镜和透镜设计的交互式光线路径追踪
能够可视化光线在场景中传播是研究反射镜和透镜行为的有效方法。
在LucidStudio中，您可以交互式地"触摸"场景中的形状，以观察光线从光源传播到触摸点时的行为——然后如何在场景中反弹、在吸收体处停止或发射到无穷远。
图5.LucidShape中的照明设计，包含仿真结果和光度测试表
图6.近光反射镜的交互式光线追踪
图7.符合CIE TC4-45评估标准的车辆前照灯基准测试
图8.在LucidShape可视化模块中创建的照明外观图像
光数据分析
要执行分析，您可以使用仿真期间生成的光数据，以及从真实照明灯具的测角仪测量中导入的数据。典型的分析可能会比较仿真结果（计算机预测）与硬件产生的最终结果。
光数据分析包括：
• 符合ECE、SAE和JIS法规的汽车照明测量表
• 光数据分析和操作：梯度、滤波、相加、相减、缩放、镜像等。
• 光数据显示属性，如对数/线性刻度和颜色模式
• CIE TC4-45前照灯基准测试
可视化模块
LucidShape的可视化模块可提供汽车照明系统照明和非照明外观的高速光真实感图像。由于可视化模块描绘了系统几何结构与光源之间的所有相互作用，它为设计师提供了一个物理上正确的诊断工具，用于评估人眼将如何感知照明系统。