重点：SPEOS的特点，准确性、模拟的必要性、SPEOS的优势；

大纲：仿真的必要性：模拟是什么，为什么要模拟，怎么做模拟，SPEOS在光学仿真的优势；

前言：

仿真就是把自己的想象借助算法或者平台来进行验证的一个过程，通过仿真我们可以有方向的判断自己的想象是否合理以及验证可行性，本章内容主要介绍光学方面的仿真及光学仿真软件。

一、光学仿真是什么？

利用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统，又称模拟。这里所指的模型包括物理的和数学的，静态的和动态的，连续的和离散的各种模型。所指的系统也很广泛，包括电气、机械、化工、水力、热力等系统，也包括社会、经济、生态、管理等系统。

就如同你现在有一系列的天马行空的想法，但是你不确定你的想法是不是能实现的，这时候你可以借助仿真手段来完成验证。

二、为什么要仿真？

当所研究的系统造价昂贵、实验的危险性大或需要很长的时间才能了解系统参数变化所引起的后果时，仿真是一种特别有效的研究手段。就拿汽车行业内来举例，进行一次关于大灯的粗糙开模，可能需要花费30万左右，就算是经验十分丰富的光学工程师，如果不经过仿真就直接进行打样测试，至少需要三轮结构或其他部件的调整才能规避缺陷，这期间的花费可能就在百万级别了，远达不到我们控制成本、节省时间的初衷，但如果我们进行对应的光学仿真，将自己设想的调整在仿真软件中进行实现，通过一段时间的计算，可以从模拟结果中评判，使得工程师对于自己的设计更有把握，再适当留点余量，让此次设计更加完善。

左图中，黑色壳体在阳光的照耀下显出五彩的缺陷，这种缺陷可以在仿真阶段就体现出来，这种缺陷通常需要改变材质或者增加表面属性来避免，做成样件以后才发现缺陷，代价就变大了。

通过这些举例，可以知道使用仿真可以大幅度降低试验成本，节省时间，规避缺陷，仿真是必不可少的一部分。

三、怎么做光学仿真？

仿真的重要工具是计算机。仿真与数值计算、求解方法的区别在于它是一种实验技术。仿真的过程包括建立仿真模型和进行仿真实验两个主要步骤。

做仿真有两点最重要，一个是仿真的数据模型，另一个是仿真的参数设置。

数据模型，天马行空的想法想要实现，就需要实际的物理数据模型来对它进行支撑，首先是在我们现有的工艺技术上可以复现的，其次是需要满足市场上现有的的法律法规标准的。

另外，光学仿真流程可以概括为：

仿真流程中最为重要的就是参数设置，实现仿真最重要的是要在数据基础上进行参数设置，例如给数据赋予对应的属性（颜色、反射特性、折射特性、吸收特性）。

在仿真流程中，参数设置也包括光源定义，如光强度、光型、颜色频谱。在SPEOS里面可以轻易并准确的完成各种类型的光源定义。

设置观察视角（观察类型照度、强度、亮度及角度）

设置实现环境（观察环境及产品所处的环境条件）

当我们完成上述的参数设置以后，就能得出一个基于自己想法的仿真模拟，我们可以针对这个仿真结果输出进行评判，例如下图：

两者在其他条件完全相同的情况下，从人眼感受来进行比对灯的外壳颜色是红色还是透明色，哪一个更合适一些。

四、SPEOS在光学仿真的优势

SPEOS是国际著名的环境仿真和光学软件。尤其针对视觉仿真的部分提供真实高分辨率的视觉仿真画面，大幅缩短产品开发过程中快速样件的制作的时间及次数。

SPEOS是基于真实物理学的材质拟真软件，结果的真实准确性一定程度上依赖了真实物理学基础材料，可自定义折射、吸收、扩散等的光学属性，也可依赖硬件测量设备对其光学属性，我们可以调用测量得到的材料属性文件对数据进行仿真参数设置。

另外SPEOS还拥有完整的透明压克力PMMA、PC材质库。特别适用于汽车照明系统的红、黄、蓝、无色等的透光材质，方便直接加载使用。

另外针对不同材质配合不同颜色之光线产生混色之光学反应，可以根据仿真结果实时直觉调整来决定材质的厚度或光线的颜色。

SPEOS就是将模型复现的一款仿真软件，在SPEOS软件中就可以完成仿真这一流程，得出真实准确的仿真结果，并且可以对仿真结果进行光度学及色度学分析以及在仿真结果中进行后处理。