Ansys Speos视觉模拟：不可忽视的自然光参数设置

在Speos的人眼视觉仿真中，不可或缺的环境光源natural light，它可以实现全天候、全年、各地理域的太阳方位角，完全可以依靠 natural light 在 Speos 视觉模拟仿真中，再现或者发现不可预见的直射太阳光、反射太阳光、屏幕眩光等。本文将阐述为什么人眼视觉仿真结果有天空和地面，分界线来源那里呢？

首先创建一个natural light

1. 定义Z方向，指明天空和地面的分界线，选择N方向，指明东南西北四向；

2. 在sun type中选择Automatic，会出现参数设置，time zone and location是指明太阳光的经纬度和地区信息，包含全世界典型的国家位置，date and time是指明太阳在全天24小时的具体方位，包括年月日信息和时间信息，turbidity属性中可以定义天空光源的浑浊度；

3.  或者是在sun type中选择direction，在sun direction中选择太阳光入射的方向，定义特定方向的太阳光入射位置，模拟屏幕的直射眩光，可以选择交互式仿真中得到的实体光线作为sun的方向。

4.  with sky 选择ture，则人眼视觉中的仿真结果会出现蓝天和黑色地面。

创建人眼视觉探测器radiance sensor

1.  选择探测器，定义视觉探测器；

2.  注意type选择为colormetric或者spectral类型；

3.  Sensor大小，设置上下对称，左右对称，便于后续解释。

运算inverse simulation

1.  不选择几何体；

2.  光源选择natural light；

3.  探测器选择radiance sensor；

4.  运算仿真；

我们得到一个天空和地面等分的结果，为什么会出选地面呢？因为我们在设置natural light的参数时，选择了with sky，为了显示天空效果，所以会出现黑色地面。

那么分界线是如何定义的呢？天空和地面的分界线来源于人眼视觉的眼位点前视方向，若前视方向和地面平行，则natural light天空和地面各有一半，因为人眼视场尺寸是我们输入的start和end各一半；若前视方向仰角，则地面占比减少，例如向上5°；若前视方向为俯角，则地面占比增加，例如向下5°。


  仰角5°视角

  俯角5°视角

所以，当radiance sensor的人眼视角方向决定了natural light天空和地面的分界线，当然也可以通过调节sensor 尺寸的start和end的大小，来相应改变天空和地面的占比；

但是，通常人眼视觉仿真只取natural light的太阳方位，不取它涵盖的天空，并会另外设置environment光源，调用HDRI文件来设置天空环境场景。此时需要将natural light的参数with sky选择false，因为同时定义了environment和natural light，由于environment光源中带入了天空的信息，同时定义的natural light也涵盖天空信息，所以需要将natural light的SKY改成false，这样表示取environment光源中的天空信息，取定义的natural light光源中的太阳方位和强度信息。这样仿真计算出来的结果，既含有太阳方位，又包含环境。

如果忘记修改natural light中的with sky为false，依然时true激活的状态，那么仿真natural light 和environment的共同结果将会出现natural light的天空和environment与黑色地面作用的场景。

现在我们知道了在使用natural light仿真中出现的一些特殊状况，如何修改视角调整天空和地面的大小，如何natural light和environment配合使用，当然较重要的是，当出现本文中任何一种状况，可以调整sensor或者natural light的参数进行合适的人眼视场和场景条件。

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