Ansys Speos
光学システムの設計と妥当性確認

• Speosが提供する直感的で使いやすいCADインターフェースで、ネイティブな作成も他のCADソフトウェアからのインポートも可能な3D形状やアセットを処理できます。
• CADホストのグラフィカルユーザーインターフェースと同じルックアンドフィールを提供するCADとの統合により、Speosはパラメトリックモデリングを信頼できます。そのため、光学系のエキスパートでなくてもSpeosワークフローを容易に習得できます。

• ランダム検索アルゴリズムに基づいて最適化を設定するための組込みソリューションをSpeosが提供します。
  • 変数はSpeosパラメータと形状パラメータに基づいています。
  • ターゲットは、シミュレーション結果で直接測定された値に基づいています。

• 実験の設計モードによって、選択した変数から設計テーブルを一般化して、シミュレーション結果の測定値に対するさまざまな値セットの影響を調査できます。
• スクリプトインターフェースによって、ソースの作成からシミュレーション結果の解析に至るまで、ユーザーインターフェースで実行されたすべてのアクションを複製できます。たとえば、反復的なタスクを自動化する無限の可能性がもたらされます。

• ダイレクトモデリング機能により、迅速にジオメトリを定義し、キャプチャできます。従来のCADソフトウェアの複雑さはありません。
• CADのエキスパートでなくても、数回のクリックでジオメトリを簡単に作成できるため、ジオメトリの準備時間が短縮されます。

• Nvidia OptiXを搭載したSpeos GPUは、最新世代のNvidia GPUで利用可能なレイトレーシングハードウェアアクセラレーションを活用して、精度にトレードオフをすることなく、比類のないシミュレーションパフォーマンスを実現します。わずかな時間で、変わらないSpeosワークフローと結果品質を体験できます。Nvidia RTX6000 Ada Generationは、300 CPUコア以上に相当するSpeosシミュレーションでのパフォーマンスを提供します。
• Speos HPCは、制限を超えてシミュレーション速度を加速します。シミュレーションは、Windows、Linux、クラウド、またはローカル所有の任意のHPCインフラストラクチャに導入でき、数ノードから数千ノードまでがパフォーマンスの線形拡張性を備えています。10,000コアを活用して10,000倍高速に実行できます。

• HUDの設計と解析により、フロントガラスの形状とパッケージングの制約に応じて、HUDの技術的な実現可能性を調査できます。
• 自動ツールは、レイアウトと形状の最適化、回転軸の生成、複数の運転者のサイズの角度の計算、必要な光量の自動表示により、光学システムを設計し、画像の認識品質を向上させるのに役立ちます。
• 画像品質を客観的に認定し、いくつかの技術的なオプションを比較して、光学性能と視覚的性能を評価します。
• 独自の受け入れ基準に照らして適合性を検証し、運転者の知覚の完全なシミュレーションを作成できます。

• Speosヒューマンビジョンを使用すれば、モニターの最大能力に合わせて表示レベルを調整したり、画面上に表示される詳細が現実の詳細と一致するようにコントラストを設定したりできます。
  • ヒューマンビジョンのアルゴリズムによって、結果の輝度レベルの制約に基づき自動的に調整されます。
  • ヒューマンビジョンおよび1:1の輝度がHDR10ディスプレイに対応しており、色とコントラストの比類のない精度を実現します。立体映像（3D）ディスプレイとVR-HMDもサポートされており、実際のサイズと奥行きの知覚をもたらします。
• Speosライブプレビューインターフェースを使用すれば、リアルタイムのシミュレーション結果を体験できます。NVIDIA社製GPUの計算処理能力を利用したSpeosライブプレビューを使用して、以下のことを実行できます。
  • シミュレーションの開始時から結果を確認し、利用可能なセンサーの結果を参照し、誤った色または真の視覚的側面での光レベルをヒューマンビジョンで確認します。
  • いつでも結果を保存して、Photometric Labsでの詳細な調査および測定が可能です。
  • ほとんどの光学特性をいつでも変更でき、ワンクリックでシミュレーションを再開できます。

レイトレーシング

• 光線の挙動を即座に理解し、設計変更時に光線経路が更新される際のモデリング変更の影響を確認できます。
• 理論的に規則正しくサンプリングされた光線源は照明のコンセプトを設計し、光線をターゲットに向けて手動で誘導できます。
• 任意の光源からレイトレーシングを可視化して、シミュレーションを実行する前に設計をレビューおよび調整します。

光線伝播エンジン

• 直接伝播モードと逆伝播モードの相互関係により、選択したモードに関係なく結果の精度が保証されます。
• シミュレーションでは、光学シミュレーションの主要コンポーネント（材料、ソース、センサー）を介して光線を伝播することで、光学系を具体化し、テストすることができます。

• Light Expertが光と光学系のさまざまなジオメトリとの相互作用を可視化して、迷光、二重像、反射の潜在的な原因を特定できます。
• Speosの迷光解析機能により、設計者はセンサーに到達する前の光線の挙動、つまり光線が通過するすべての経路と各シーケンスの寄与を把握できます。
• 結果のレイヤリング: 異なるセンサーによって積分された光線は、シミュレーション結果に寄与する要素を分離することで解析できます。
  • 伝播に関与するさまざまなソースの影響（高温部分に寄与するソースを特定する場合など）
  • 伝播中に関連するジオメトリの特定のフェースの影響により、設計サーフェスの効率が最適化されます。
  • 伝播中に光線が続くさまざまな光学シーケンスの影響により、迷光の原因が特定されます。

Speosでは、さまざまな方法で光源をモデル化できます。

• ほとんどのLEDメーカーはSpeosフォーマットの測定光線ファイルを提供しており、IESNA LM-63およびEulumdatのファイルを使用している照明器具サプライヤーと同様に、ソースを定義できます。
• 計算中の周囲の光学系を考慮して、複雑なソース放射をLEDチップレベルで考慮することができます。
• 物理ベースのレンダリングでは、周囲のソースをモデル化してシーンにリアリズムを追加したり、車両内装シミュレーションのソースを表示したりできます。
• 赤外線フルスペクトル帯域幅でのシミュレーションでは、異なるジオメトリの熱放射率も考慮できます。

• 反射特性または屈折特性を利用して、Speosはさまざまな変数グリッド定義（矩形、円形、ストライプ、ハニカム、自由形状タイプ）を持つリフレクターまたはレンズを設計するための使いやすいインターフェースを提供します。
• 各ピローを幾何学的に定義するか、最適化機能を組み込んだ光学ビーム拡散ターゲットを設定します。
• Speosは、プリズムパラメータの変動をスムーズに制御し、効率的で均質な光分布を保証する、クラス最高の導光板設計ツールを提供します。
• Speos GPUとの組み合わせにより、ファセットごとまたはリフレクター全体の設計の測光を瞬時に確認できます。

• 物質の体積挙動は、スペクトル吸収、散乱、蛍光、屈折率、勾配指数、複雑な屈折率をモデルまたはテーブル入力のいずれかとしてカバーします。
• 表面挙動の記述は、単純なガウスモデル／鏡面モデルから、測定されたスペクトル3D BxDF、異方性、再帰反射性、虹色、偏光の特性にまで及びます。
• 空間的変動のある複雑な挙動、物性混合を伴う多層テクスチャ、またはLSWMのような専用のプラグインを獲得して、LSWM Lumericalシミュレーションの光学格子を使用します。

• Speosは、運転環境でカメラとLiDARの未処理信号をシミュレーションして評価するための専用の機能を提供します。
•  周囲のジオメトリ、センサーレイアウト、周囲のターゲットを含むデジタルモックアップから始めて、カメラおよびLiDARシステムを物理的にモデル化できます。
• CADプラットフォームに統合されているため、センサーシステムで取得したデータを、その特性と制約を考慮してシミュレーションできます。
• さまざまなシナリオのさまざまなセンサー構成に対して、完全な解析を実行できます。

• Speosでは、温度変化による機械的変形が配光性能に与える影響をSTOP解析によって評価できます。
• Workbench統合を使用して、SpeosとMechanical Connectは、Mechanicalシミュレーションによって生じた変形済みのジオメトリで元の設計を自動的に更新します。

SpeosはAnsys Opticsコレクションの一部であり、OpticStudioおよびLumericalとの相互運用性と設計ワークフローソリューションを提供します。

• OpticStudioは、正確で高速なカメラシミュレーションのために、光学レンズシステムをSpeosレンズ系と呼ばれる次数低減モデルとしてエクスポートできます（.optdistortionファイル）。OpticStudioの機能の詳細については、OpticStudioのページを参照してください。
• SubWavelength Lumericalプラグインを使用したシミュレーションは、Lumericalシミュレーションによって格子化されます。Lumericalは、Speosと組み合わせて正確なCMOSシミュレーションを行うこともできます。Lumericalの機能の詳細については、Lumericalのページを参照してください。

• Speosライトボックスでは、関連する光学データとともにジオメトリをエクスポートおよびインポートできます。
  • ソース
  • 光学特性（材料、表面特性）
  • メッシング特性（メッシュとして保存された形状）
• ライトボックスは、サプライヤーと顧客間のデータ交換を処理できます。Ansys統合済みのマルチCADプラットフォームに対応しています（SpaceClaim、Speos for NX、Speos for Creo Parametric）。
• ファイル形式が暗号化されているため、Speos以外ではコンテンツを編集できません。パスワードでセキュリティを強化することもできます。

Ansys LightFieldは、光学システム内のサブ構造の計算済み中間シミュレーション結果の保存と共有を容易にします。シミュレーション時間を短縮し、サプライヤーとその顧客の間でブラックボックスを共有できるようにすることで、性能とIP保護を向上させます。