Ansys Speos | 视觉模拟仿真中，Natural Light 易被忽略的参数设置

人眼视觉仿真中自然光照光调控的深入探究与应用实践


引言

在人眼视觉仿真领域，自然光照光（natural light）作为不可或缺的光源，对于实现全天候、全年、各地理位置的太阳角度模拟，为再现或预测直射日光、反射光线以及屏幕眩光等现象提供了可能。本文旨在深入探讨自然光照光的应用，特别是对于易被忽略的参数设置及其对仿真结果的影响，旨在帮助用户更准确地理解和应用自然光照光的调控技巧。

自然光照光的基本设置与应用




1. 定义自然光轴与方向：首先，在仿真环境中定义Z轴来明确天空与地面的界限，并通过选择N轴来指示东南西北四个方位，以此准确模拟不同地理区域的太阳位置。以下则分别介绍两种垂直于地面的太阳光类型设置方式。

自动模式选择：在“sun type”字段中选择“Automatic”选项，此时系统自动根据输入的时间区和位置信息（涵盖全球典型国家的位置信息）来设定太阳光的位置。进一步可以定义日期和时间信息，以具体到每个小时太阳的准确位置。相对地，通过调整“turbidity”属性，用户可以输入天空光源的浑浊程度，精确还原不同天气条件下的光照效果。

特定方向选择：通过在“sun type”中切换至“direction”，用户可手动输入太阳光的入射方向，以模拟屏幕直射眩光。此设定允许利用交互式仿真中的实体光线数据来定义太阳的方向信息，进一步丰富了仿真场景的真实度。

2. 地面与天空的界限：选择“with sky”为true，这样，人眼视觉仿真结果便会出现蓝天与黑色地面的分界线。这处界限源自于人体眼视场的方向性，具体地，若前视方向与地面平行，则天空和地面各自占据一半；若前述方向向上或向下倾斜，则根据倾斜角度的大小调整地面占比，从而模拟不同的视角效果。

探测器与仿真运算的策略优化

创建人眼视觉探测器：通过选择并定义视觉探测器，确保type设置为“colormetric”或“spectral”，以符合特定的视觉分析需求。同时，确保探测器的尺寸对称（上下、左右）设定，为后继的数据解析与解读提供便利。

逆向仿真流程：在不选择特定几何体的前提下，光环境由自然光照光（natural light）定义，探测器则采用上述构建的辐射传感器（radiance sensor）。执行仿真运算后，如遇天空与地面被均分的情况，一旦在自然光照光的参数中选择“with sky”为true，则实际呈现的地面为黑色，反映出天空和地面分界线设定的影响。

配合环境光源与参数注意事项

自然光照光与环境光源互补：在人眼视觉仿真中，为增强环境真实感，通常利用环境光源（environment light）与自然光照光协同工作。而为了区分二者，确保只获取它所独特的太阳方位和强度信息，自然光照光中的“with sky”参数设为false状态尤为重要。通过这种方式，赋予仿真结果同时包含天空环境与特定太阳位置信息，实现多维度的场景构建。