驾驶舱视觉人机工效光学仿真

驾驶舱是航空器操作的核心区域，驾驶员在此进行飞行控制、导航和通信等多项任务。驾驶舱的设计不仅需要考虑设备的功能性和布局，还必须确保人机工效（HMI）优化，以减少驾驶员的工作负荷、提高操作效率和飞行安全。在现代航空器驾驶舱设计中，光学仿真人眼视觉技术的应用日益受到关注。该技术通过模拟人眼在不同光照条件和视觉任务下的感知，帮助设计师和工程师优化驾驶舱的布局、显示器的设置和信息的呈现方式，从而提升驾驶员的视觉舒适度和操作效率。

光学仿真

视觉人机工效分析仿真主要包括两个部分：材质精确模拟+人眼视觉处理

关于材质测试具体可见：数字世界中的材质

Ocean是法国 eclat digital的新一代光学仿真软件，尤其擅长进行复杂材质的仿真及人眼视觉仿真。得益于先进的材质测量方法，可以精确的测量并输出复杂材质的仿真文件。从常见的各类塑料到复杂的涂料、皮革、织物、镀膜玻璃、显示器、各类膜片等等传统光学软件无法处理的材质，ocean都可以精确仿真。并且在全新的光学追迹算法的帮助下，拥有极高的计算速度，可以高效的处理复杂的场景。

在人眼视觉仿真方面，Ocean具备完善的人眼视觉处理模块，详见：Ocean模块：人眼视觉仿真

Ocean™ 2022 引入了两种人类视觉滤镜：Drago 和 Glare。虽然 Human Vision – Drago 滤波器使用简单的基于对数的色调映射后处理滤波器模拟人类视觉，但第二步是在不同的照明条件下再现眩光效果（2022）：

Photopic（白天）、Mesopic（暮光）和 Scotopic（夜间）。

Human Vision – Glare 滤镜在 Ocean™ 2023 版本中略有增强，以提高其速度。提醒一下，眩光是当光源的亮度超过眼睛适应的水平时发生的一种现象。它通常表现为不适或视力障碍，可能由多种来源引起，包括太阳、头灯、水或雪的反射以及人工照明。

以下示例显示了在 10、50 和 90 岁时使用眩光模拟在中等照明条件下的场景。

驾驶舱的光学模拟

仿真流程：CAD ->ocean->人眼视觉

驾驶舱CAD数据

天空的设定：

驾驶舱的模拟中的重要因素是天空的设定。

外部环境直接影响驾驶员的人眼感知，不同的太阳位置会导致不同的视觉效果。为了尽可能的检测到可能存在的光学问题，比如强眩光，有必要考虑到各种各样的光学环境。

ocean有足够强大的能力支持我们这么做。ocean中可以使用两类光源。第一是实测环境光源使用测试设备获取真实场景的HDRI数据，可以在ocean中完整的定义真实环境。

第二种是理论天空模型。ocean支持标准的CIE sky model,还有CIE Sky environment、Direct sun environment、Disc environment、Envmap environment、Hosek-Wilkie environment、Linked environment、Perez sky environment、Preetham-Wilkie sky等等以系列天空模型可以使用，几乎可以满足所有情况的天空模拟。

借助于ocean我们可以精确仿真驾驶舱的人眼观察效果和光学参数。