仿真帮助色盲驾驶员导航前方道路 

全球有3亿多人是色盲患者。据统计，男性患色盲的风险非常高——每12名男性中就有1人患有色盲，相比之下，女性中的比例为200:1¹。色盲会使一些日常工作变得相当具有挑战性，从读取交通信号到识别产品或搭配服饰。色盲驾驶员可以通过佩戴特殊眼镜或隐形眼镜、以及智能手机特殊APP来进行弥补。

但当色盲人群开车时会发生什么呢？在美国，只要通过驾照考试，色盲人群开车就是合法的，而且色盲并不会对大多数色盲者开车造成阻碍。但是，当无法识别显示器上的颜色时，看导航屏幕就会非常困难，因此，汽车工程师专门利用Ansys仿真来帮助解读色盲者所看到的内容，然后应用它来为具有视觉颜色缺陷的驾驶员创建更加用户友好型显示器。

 您是否想过色盲是什么感觉，或者色盲者眼中的世界是什么样的呢？对于色盲者，世界并非只有黑白两色，而是他们看到的颜色有所不同。这种感知上的差异使得区分特定颜色变得更加困难。红绿色盲（最常见的色盲形式）患者会无法区分红色和绿色。蓝黄色盲会影响患者区分蓝色和绿色、或黄色和红色的能力。单色视觉，又叫全色盲，是非常罕见的，但就像它的名字一样：患者根本分辨不了颜色。

通常，我们的视网膜包含三种类型的视锥细胞，它们能够对不同波长的光线做出反应，以帮助我们感知颜色：红色感应视锥细胞、蓝色感应视锥细胞和绿色感应视锥细胞。我们大多数人生来就有大约600万个这样的细胞²，在日常生活中，当光线从我们周围的物体上反射时，这些细胞使我们能够看到各种色调的颜色。如果一个人患有红绿或蓝黄色盲，是因为其眼睛视网膜中缺乏叫做视锥细胞的特定感光细胞。色盲患者的视锥细胞比正常人少，这种情况导致他们分不清颜色。

利用仿真实现面向色盲驾驶员的包容性可见性

您上一次查看路线图是什么时候？我们大多数人都依赖Waze或GPS系统等智能手机应用，这些应用可通过我们的车辆信息娱乐显示器显示路线。但是，GPS显示器中的某些颜色，如路线指南或其它标记，其所采用的颜色，并不一定对色盲者清晰可见。Ansys首席电子研发工程师Laurent Fournier在Ansys Speos光学系统软件中开发出一种色盲功能，以帮助工程师验证对色盲驾驶员更敏感的光学设计。

设计车载显示器涉及到人机工程学。合理使用颜色可以增强所有驾驶员的用户体验，无论他们是否患有视觉障碍。为了最终发挥作用，Speos功能需要预测色盲者在多种因素下会看到什么，比如显示器亮度、分辨率、对比度和环境照明条件下的照度，所有这些都会对颜色的感知方式产生影响。 

Fournier的团队使用Ansys SpaceClaim 3D计算机辅助设计（CAD）建模软件和Speos进行直接建模，然后在模型上添加额外的光学层，包括仿真不同环境所需的相关光学属性、传感器和光源。Speos可以准确仿真光源发射、光传播、光与表面的相互作用以及具有光谱管理的光探测器。然后，Speos人眼模型将光谱亮度信息转换为可感知的视觉信息。该模型基于特定生理领域，有助于工程师了解颜色将如何通过眼睛呈现——考虑到眼睛对光线强度、颜色、对比度的反应，以及根据视网膜的反应而迅速改变周围的亮度。

Fournier表示：“在车辆内部，颜色和光线会从各个方向影响用户体验。Speos不仅可以帮助我们预测色盲者在显示器上看到的内容，还可以预测他们在各种环境下在显示器上看到的内容。如果在仿真的3D场景中有一台显示器，我们还可以通过预测查看该场景中环境因素对其的影响，包括从屏幕的颜色使用到内部仪表板。”

借助Ansys Speos预测颜色感知 

有一些免费软件可以预测色盲用户在特定图像的环境中将如何感知颜色。但它们无法预测座舱环境对驾驶员和屏幕界面之间相互作用的影响——而这类预测可以对显示器颜色到仪表板材料等设计选择产生积极影响。

Ansys应用工程经理Fabien Bastide指出：“如果您只是拍张照片，并希望进行基本的感知检查，那么网站上有许多免费软件可以高效地完成这项任务。然而，借助仿真，我们可以在验证期间对现实世界中尚不存在的特定仿真场景进行预测。在Speos中进行这类测试的价值在于，它使我们能够使用以前仿真的模型，对座舱环境中的光线行为做出未来的预测。”

Speos中的颜色检查器有助于指导工程师选择用户友好型调色板，以考虑与色盲相关的所有视觉颜色缺陷。在3D模型中工作时，用户可以应用特定的光学和环境属性，以查看正常眼睛所能看到的以及色盲眼睛所能看到的内容。光学、光谱和环境数据相结合，可提供颜色感知的综合视角。作为一款后处理工具，Speos可以基于计算机生成的内部显示器模型，将这三个值有效地重组到特定功能中，从而使工程师能够在调色板之间来回切换，以响应颜色缺陷。

在道路上行驶时，驾驶员会收到关于驾驶条件的重要警报和信息，无论是通过查看抬头显示器，还是查看仪表板（IPC）中的警示灯。除了信息娱乐显示器外，Speos还可以在支持自动驾驶功能的虚拟原型中实现颜色切换，并支持IPC中出现的其它视觉警报。此外，该软件还可用于仿真眩光和对比度对驾驶员的视觉影响，这是一个与年龄相关的感知问题，它对驾驶的干扰会随着驾驶员年龄的增长而加剧。

借助Ansys Speos实现色盲者飞行梦想

在军队中，色觉能力是许多专业应征入伍的先决条件。这一点尤其适用于空军飞行员，因为他们需要通过多种颜色信号控制和夜间飞行来安全驾驶一些世界上速度最快的飞机，比如洛克希德·马丁F-22“猛禽”，这种飞机的最高速度为2.25马赫（1667英里/小时）³获得色盲相关医学证明取决于是否能够通过伪等色板（PIP）视觉测试⁴，这是军队要求的两项红绿色觉测试之一。这一要求使得患有红绿色盲的优秀飞行员难以在军队中施展抱负。Speos有望为军用和商用飞机重新设计未来的座舱，从而为色盲飞行员翱翔蓝天提供助力。

从汽车和航空环境到简单的封装重新设计，Ansys Speos能够帮助您重新构想产品，以便支持色盲用户，并使您的产品更具包容性。立即开始免费试用。 

1. “About Colour Blindness,” Colour Blind Awareness, May 6, 2022.
2. “What are Eye Cones? Nerve Cells in the Eye that Produce Color Vision,” VeryWellHealth.com, December 20, 2020.
3. “15 of the Fastest Fighter Jets in the World Ever Built,” Hangar.Flights, April 16, 2022.
4. “Color-discrimination threshold determination using pseudoisochromatic test plates”, Frontiersin.org, May 6, 2022.