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實際應用中的人類感知設計

LD18688690737 ? 來源:Ansys ? 2023-04-12 09:46 ? 次閱讀

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。

實際應用中的人類感知設計

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。

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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。





審核編輯:劉清

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
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原文標題:Ansys仿真推動以人類視覺感知為本的汽車顯示設計

文章出處:【微信號:光電資訊,微信公眾號:光電資訊】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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