SmartStart Measurement Services 

Synopsys의 측정 서비스를 활용하면 샘플을 Synopsys로 보내서 원하는 측정을 선택할 수 있습니다. Synopsys는 귀하의 요구와 기대를 충족시키는 샘플에 가장 적합한 측정 솔루션을 제공합니다.

예를 들어 입사각이나 파장과 같은 특정 기준을 기반으로 고객의 요구를 충족하도록 측정을 커스터마이징할 수 있습니다. 각 측정 가격은 측정 유형에 따라 다릅니다. 결과는 발주 및 샘플 접수 후 평균 3주 정도 소요됩니다.

SmartStart Library 

SmartStart Library를 통해 Synopsys 랩실에서 측정된 광학 특성 데이터를 얻을 수도 있습니다. 이 옵션은 LightTools 및 LucidShape 사용자가 별도의 라이센스 모듈로 선택하여 사용할 수 있습니다. 이 옵션을 사용하면 점점 늘어나고 있는 대규모 재질 라이브러리에 대한 액세스를 제공 받아볼 수 있을 뿐만 아니라 원할 경우 Synopsys에 추가 비용 없이 새로운 재질에 대한 측정을 요청할 수도 있습니다. 측정 요청 시 조건은 제조업체의 카탈로그에 있는 샘플이어야 하고 고객 맞춤 샘플이나 맞춤 측정이 될 수 없습니다.

아래 그림에 표시된 LucidShape 내에서의 Light Guide 설계는 확산 플라스틱(보다 정확하게는 Volume Scatterer)으로 둘러싸인 투명한 비확산 플라스틱 재질로 구성되어 빛의 공간적 재분배를 허용합니다. 설계를 완성하기 위해 Lambertian 특성을 지닌 흰색 및 검정색 플라스틱이 하우징으로 사용됩니다.

                            LucidShape 자동차 조명 설계 소프트웨어로 설계한 Light Guide | Synopsys

Transparent Material (투명 재질)

투명 재질의 전체 특성을 파악하려면 두 가지 측정이 필요합니다. 왼쪽에 표시된 굴절률 측정과 오른쪽에 표시된 분광 투과율 측정입니다.

                                                     굴절률 측정 (a) 분광 투과율 측정 (b) | Synopsys

굴절률 측정에는 맞춤형 상업용 굴절계가 사용되고 곡선에 표시된 굴절률의 스펙트럼 의존도를 얻습니다.

스펙트럼 투과율은 빛이 표면에 쏘아질 때 전달되는 투과율과 입사율의 비율과 같습니다. 정반사된 빛과 산란된 투과광을 모두 고려합니다. 이를 측정하려면 모든 방향에서 투과된 모든 빛을 수집해야합니다. 실제로는 스펙트럼 검출기에 연결된 적분구가 사용됩니다. 샘플은 적분구의 입구 포트에 배치됩니다. (구 입구에 아무것도 없음) 그런 다음 입사광의 투과 강도가 측정됩니다. 이를 통해 샘플의 스펙트럼 투과율이 계산됩니다.

Diffusive Plastic (확산 플라스틱)

이 재질의 전체적인 특성을 파악하기 위해서는 플라스틱 속에 갇힌 미세한 입자들에 의해 일어나는 산란을 모델링하기 위한 부피 산란 측정이 필요합니다. 이것은 직접 측정할 수 없기 때문에 Gegenbauer와 Mie 모델모두에 대한 산란 파라미터 값을 결정하는 방법론이 개발되었습니다. 이 방식은 같은 샘플의 네 가지 다른 두께에서의 2D 양 방향 투과 분포 함수(BTDF) 측정을 기반으로 합니다. 이 측정은 Synopsys Reflet 180S goniophotometer로 수행됩니다. 이 도구의 성능 데이터는 아래 표에 정리되어 있습니다. 

Synopsys REFLET 180S performance table | Synopsys

Housing (하우징)

하우징에 사용되는 두 가지 Lambertian 플라스틱 (검정과 흰색)의 전체 특성을 파악하려면 BRDF (양방향 반사 분포 함수)와 반사율 측정이 모두 필요합니다.

BRDF는 Synopsys REFLET 180S를 사용하여 수행됩니다. 산란 각도에 따른 BRDF는 아래 그림의 왼쪽과 같이 얻어집니다. 예상대로 곡선은 평평합니다. 물론 흰색 플라스틱보다 검정색 플라스틱의 수준이 더 낮습니다. 검정색의 경우 완벽한 램버시안 수준의 약 5%이고 흰색의 경우 완벽한 램버시안 수준의 거의 95%입니다.

반사율 측정은 투과율 측정과 유사하지만 반사된 공간에서 이루어집니다. 반사율은 표면이나 광학 요소에서 반사되는 빛의 양을 설명합니다. 이 측정은 반사된 모든 신호(산란 + 정반사)를 입사광의 총 반사 전력으로 정규화한 구에 통합하는 것으로 구성됩니다. 실제로 반사율을 측정할 때는 투과를 방지하기 위해 뒷면을 검정색으로 칠한 구 위에 샘플을 두고 레이저 광원을 비춥니다. 그런 다음 Lambertian Spectralon을 사용하여 반사 강도를 측정합니다. 교정된 레퍼런스 기준의 반사율을 알면 아래 그림의 오른쪽과 같이 샘플의 반사율이 계산됩니다.

모든 측정값은 LucidShape에서 활용할 수 있는 파일 형식으로 직접 내보내지고 설계에 적용됩니다.
다음은 환경에 대해 다양한 스케일과 휘도 수준을 적용한 결과입니다.

투명 플라스틱과 글래스 (녹색 텍스트로 표시) 의 경우 분광 투과율과 굴절률을 측정하여 해당 재질을 특성화합니다.

• Gaussian reflector의 경우 Synopsys REFLET 180S를 사용한 BRDF 측정과 적분구를 사용한 반사율 측정이 수행됩니다.
• Specular reflector의 경우 정반사 주위에 작은 방위각 단계를 갖는 BRDF가 수행됩니다. (일반적으로 정반사 주위에 10° 및 1°)

이러한 측정값을 사용한 렌더링 시뮬레이션 결과는 아래 그림과 같습니다. 진짜 후미등 같죠!