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실내 조명이 분위기를 완벽하게 향상시켜 세련되고 매력적인 분위기를 조성하는 고급 차량에 탑승했다고 상상해보십시오 .이러한 효과를 얻으려면 설계의 정확성과 혁신이 필요합니다. 고급 차량에는 자동차 실내 조명 시스템을 적용하는 것이 점점 더 대중화 되고 있습니다. 이러한 시스템에는 차량 내에서 균일한 조도와 분위기를 조성하기 위해 Light Guide가 필요한 경우가 많습니다.
Figure 1: 실내 조명에 사용되는 Light Guide / 이미지 출처: Shutterstock
광학 엔지니어는 LucidShape CAA V5 Based의 Light Guide Designer 모듈을 사용하여 자동차 내부 조명 애플리케이션을 설계할 수 있습니다. 균일한 조도를 위해 Light Guide를 최적화하고 주변 조명 분위기를 조성하는 방법을 다룰 것입니다. 또한 설계 단계 초기에 효과를 시각화하고 문제를 식별하는 방법도 모색할 것입니다.
Setting Clear Design Objectives
명확한 설계 목표 설정
주요 목표는 주변 조명을 사용하여 실내 조명 시스템을 설계하는 것입니다. Light Guide는 직접 관찰되지 않고도 균일한 조명을 제공해야 합니다. 단순화를 위해 기존 차량 모델을 사용하여 조명의 균일한 조도와 균일한 시각적 외관을 목표로 합니다.
메인 목표:
- 균일한 조도를 위한 Light Guide 설계 및 최적화
- 휘도 시뮬레이션을 활용한 비쥬얼 외관 평가
- 특정 규정 및 요구되어지는 사항 없음
이 프로젝트에서는 Audi R8 모델의 도어 포켓을 사용합니다. Light Guide는 기존 모델과 간섭되지 않도록 구성됩니다.
Bringing Designs to Life with the Visualization Module
Visualization 모듈을 통해 디자인에 생기 불어 넣기
LucidShape의 시각화 모듈은 점등 및 소등된 조명 설계의 사실과 가까운 렌더링을 위한 도구를 제공합니다. 환경 광원, 역방향 시뮬레이션 및 HEVI (Human Eye Vision Image) 도구를 사용하여 물리적으로 올바른 Input을 기반으로 정확한 시각화를 생성합니다.
Figure 2: 시각화된 조명 점등 모습
Light Guide Design Module Introduction
Light Guide Design 모듈 소개
LucidShape CAA의 Light Guide Design 모듈을 사용하면 Flux 추출 및 각도 중심 포인팅 방향의 공간적 균일성을 위한 Light Guide 시스템을 생성하고 최적화할 수 있습니다. CATIA geometry를 활용하는 이 모듈에서는 Light Guide 설계, 프리즘 추출기, 센서, 광원 및 기타 필요한 구성 요소를 추가할 수 있습니다.
Figure 3: LucidShape CAA V5 Based의 Light Guide Designer 모듈
The Design Flow in LucidShape CAA V5 Based
LucidShape CAA V5 Based의 설계 프로세스
설계 플로우에는 Light Guide 형상 생성부터 시작하여 여러가지의 주요 단계가 포함됩니다. 여기에는 Path Curve, Cross Section 및 Guide Surface와 프리즘 추가를 포함하여 경로 곡선, 단면 및 가이드 면 정의가 포함됩니다.
Light Guide Designer 모듈을 사용하면, 우리는 Light Guide를 쉽고 빠르게 최적화 할 수 있습니다. Light Guide가 설계되면 그 다음 단계는 휘도 카메라와 환경 광원을 포함하여 시각화를 설정하는 것입니다. 그런 다음 조명이 켜진 점등시와 비교하여 디자인을 평가하기 위해 시뮬레이션을 실행하고 시각적 결과를 향상시키기 위해 Tone mapping을 적용합니다.
Modeling
다음 단계는 시뮬레이션 및 분석을 위해 차량 및 Light Guide 모델을 준비하는 것 부터 시작합니다.
Vehicle Modeling:
- Vehicle Model을 깨끗이 정리합니다.
- LucidShape CAA V5 Based에서 Material Property를 적용합니다.
- Vehicle Model에서 Spline Curve를 추출합니다.
LucidShape CAA V5 Based에서 Light Guide 모델을 설정했습니다. 이는 예비 설계 단계이므로 대부분 기본 설정을 사용합니다.
Light Guide Modeling:
- 기본 설정으로 Path Curve를 사용하여 Light Guide를 구성합니다.
- Door Pocket 내의 Light Guide 치수를 평가합니다.
- 빛의 균등성을 위해 Light Guide를 최적화합니다.
Figure 4: Door Pocket 부분의 Light Guide 성능 평가
Visualization
차량 내부의 시각화는 조명 디자인의 효율성과 미적 매력을 평가하는 데 필수적인 단계입니다. 프로세스는 간단한 시각화 분석을 설정하는 것으로 시작됩니다. 여기에는 실제 조명 조건을 모방하는 환경 광원을 만드는 작업이 포함됩니다. 이와 함께 광 분포의 상세한 이미지를 캡쳐하기 위해 휘도 카메라가 설정됩니다. 그런 다음 소프트웨어는 차량의 내부 환경을 시뮬레이션 하기 위해 역방향 광선 추적을 통해 구성됩니다.
초기 설정이 완료되면 Light Guide 모델이 시각화에 포함됩니다. 점등 상태와 소등 상태의 이미지는 휘도 이미지의 별도 스케일링을 통해 생성됩니다. 이 기술을 사용하면 차량 내부와 Light Guide를 별도로 시뮬레이션하고 Door Pocket 내 Light Guide를 동시에 평가할 수 있습니다.
Figure 5: 차량 내부의 시각화
Figure 6: 점등 및 소등 시 시각화
Design Reiterations
이제 최종 조명 시스템이 모든 목표를 충족하는지 확인합니다. 첫번째 단계는 초기 설계의 문제를 식별하는 것입니다. 여기에는 시뮬레이션 및 시각화 중에 관찰되는 조명 균일성의 문제, 예상치 못한 그림자 또는 기타 성능 부족 문제가 포함될 수 있습니다.
이러한 문제가 정확히 파악되면 다음 단계는 재질의 특성을 재검토하는 것입니다. 재질의 속성을 조정하면 광 분포와 Light Guide의 전반적인 성능에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 재질을 재평가한 후에는 식별된 문제를 해결하기 위해 Light Guide를 재설계해야합니다. 이 재 설계는 더 나은 조명 분포를 달성하고 조명 시스템의 전반적인 효율성을 향상시키는 것을 목표로 합니다.
Figure 7: Light Guide 재설계 시 단면 휘도 검토
이러한 반복적인 단계를 통해 원하는 성능 기준을 충족하도록 설계를 업그레이드 하고 최적화 할 수 있습니다. 제품 레벨 시뮬레이션을 활용하여 조명 외관에 대한 Light Guide의 최적화 및 평가를 원활하게 수행할 수 있습니다.
Enhancing Visuals with Tone Mapping
Tone Mapping을 통한 시각적 효과 향상
Tone mapping은 최종 디자인을 시각화 하는 데 필수적입니다. 휘도 이미지를 결합함으로서 다양한 밝기 조건에서 실내 조명 설정을 사실적으로 평가할 수 있습니다. LucidShape CAA V5 Based의 Advanced Analysis 도구를 사용하면 포괄적인 인터페이스 내에서 Tone Mapping 프로세스를 자세히 분석하고 미세 조정할 수 있습니다.
Figure 8: Advanced Analysis에서 조명이 점등되고 소등된 상태
Conclusion: Bringing It All Together
결론
결론적으로 위 내용에서 LucidShape CAA V5 Based를 사용하여 자동차 실내 조명 설정을 생성, 평가 및 시각화하기 위한 포괄적인 설계 프로세스를 시연했습니다. Light Guide Design 모듈은 Light Guide의 손쉬운 사용자 정의와 빠른 최적화를 촉진하고 Visualization 모듈은 휘도 결과를 생성합니다. Advanced Analysis는 휘도 결과를 결합하여 사실에 가까운 장면을 생성하고 분석하는 데 유용하게 사용됩니다.
추가적 반복과 개선을 통해 디자인을 향상시켜 최적의 성능과 시각적 매력을 보장할 수 있습니다.
자세한 내용을 살펴보고 전체 프로세스가 실제로 실행되는 모습을 보시기를 희망하시는 경우 Tech talk 영상을 시청하십시오. 각 단계에 대한 심층적인 정보를 제공하고 자동차 실내 조명 설계 최적화에 대한 추가 통찰력을 제공합니다.