La simulazione aiuta i guidatori daltonici a muoversi per strada 

Più di 300 milioni di persone in tutto il mondo sono daltoniche. Statisticamente, per gli uomini il rischio di daltonismo è molto più alto (1 uomo su 12) rispetto alle donne (solo 1 su 200)¹. Questa condizione può rendere le attività quotidiane piuttosto impegnative, come leggere i segnali stradali, identificare i prodotti o abbinare i vestiti. Per compensare, i guidatori daltonici possono indossare occhiali o lenti a contatto speciali oppure usare utili app per smartphone.

Ma cosa succede quando si guida? Per la maggior parte delle persone, il daltonismo non impedisce la guida. Anzi, negli Stati Uniti sono legalmente autorizzate a guidare purché superino un test apposito. Leggere una schermata sul navigatore, d'altronde, è complicato quando non si distinguono i colori sul display, pertanto gli ingegneri automobilistici hanno cercato di utilizzare la simulazione Ansys proprio per interpretare ciò che vede una persona daltonica, per poi applicarlo per creare un display più intuitivo per i conducenti con carenze cromatiche.

 Hai mai avuto la curiosità di sapere cosa significhi essere daltonici o cosa vede realmente una persona daltonica? Per gli individui daltonici, il mondo non si intende per forza in bianco e nero, ma piuttosto i colori sono visti in modo diverso. Questa differenza di percezione rende più difficile distinguere tra alcuni colori. La cecità di colore rosso-verde (la forma più comune) rende il rosso indiscernibile dal verde. La cecità di colore blu-giallo influisce sulla capacità di distinguere tra blu e verde o giallo e rosso. L'acromatopsia, o completa cecità ai colori, è molto rara, ma è di fatto una reale cecità: un'incapacità totale di vedere i colori.

In genere le retine contengono tre tipi di coni che rispondono alla luce a diverse lunghezze d'onda per aiutarci a percepire il colore: coni con rilevamento rosso, coni con rilevamento blu e coni con rilevamento verde. Alla nascita ciascuno di noi ne possiede circa 6 milioni², e ciò ci permette di vedere colori di varie sfumature mentre la luce rimbalza contro gli oggetti che ci circondano nella vita di tutti i giorni. Chi soffre di cecità di colore rosso-verde o blu-giallo manca di specifiche cellule fotorecettive chiamate "coni" nelle retine degli occhi. Le persone daltoniche hanno un numero inferiore di questi coni rispetto alla norma, e questa condizione fa loro confondere i colori.

Visualizzazione con simulazione per l'inclusività dei guidatori daltonici

Quando è stata l'ultima volta che hai letto una carta stradale? La maggior parte di noi ormai si affida ad app per smartphone come Waze o sistemi GPS resi visibili attraverso i display di infotainment per veicoli. Tuttavia, alcuni colori nei display GPS, come le linee guida del percorso o altri marcatori, non sono sempre visibili agli individui daltonici a seconda dei colori utilizzati. Laurent Fournier, ingegnere capo R&D dell'elettronica presso Ansys, ha sviluppato una funzione per il daltonismo all'interno del software di sistemi ottici Ansys Speos, per aiutare gli ingegneri a convalidare progetti ottici più sensibili per i guidatori daltonici.

La progettazione di un display di bordo parte dall'ergonomia. L'uso corretto del colore può migliorare l'esperienza utente per tutti i conducenti, a prescindere che abbiano o meno problemi visivi. Per avere un impatto significativo, la funzione Speos doveva prevedere ciò che le persone daltoniche avrebbero visto in risposta a numerosi fattori che possono avere un impatto sulla percezione del colore, quali luminosità, risoluzione, contrasto e illuminazione del display in condizioni di illuminazione ambientale. 

Il team di Fournier ha utilizzato il software di modellazione CAD 3D Ansys SpaceClaim in combinazione con Speos per eseguire la modellazione diretta, e poi ha aggiunto un ulteriore livello ottico sopra di esso, per comprendere le proprietà ottiche pertinenti, i sensori e le sorgenti luminose necessarie per simulare ambienti diversi. Speos consente una simulazione accurata dell'emissione della sorgente, della propagazione della luce, dell'interazione della luce con le superfici e del rilevamento della luce tramite la gestione dello spettro. Il modello dell'occhio umano di Speos trasforma quindi le informazioni sulla luminanza spettrale in informazioni visive percepite. Questo modello, basato su alcuni aspetti fisiologici, aiuta gli ingegneri a capire come apparirebbero i colori a occhio nudo, tenendo conto della risposta oculare a livello di luce, colore, contrasto, nonché rapidi cambiamenti nella luminosità circostante in base alla risposta della retina.

"Negli interni di un veicolo, i colori e la luce influiscono sull'esperienza da ogni direzione", afferma Fournier. "L'utilizzo della funzione Speos non solo ci aiuta a prevedere cosa vedranno sul display le persone daltoniche, ma anche cosa potranno vedere sul display in ambienti diversi. Se in una scena 3D stiamo simulando un display, siamo anche in grado di vedere attraverso la previsione l'impatto dei fattori ambientali all'interno di quella scena, dall'uso del colore sullo schermo fino al cruscotto interno."

Come prevedere la percezione del colore con Ansys Speos 

È disponibile un freeware in grado di prevedere la percezione dei colori per un utente daltonico nel contesto di un'immagine specifica. Nessuno, però, può prevedere l'impatto dell'abitacolo sulle interazioni tra il conducente e l'interfaccia dello schermo; queste previsioni hanno un impatto positivo sulle scelte di progettazione, dai colori del display ai materiali del cruscotto.

"Se si sta semplicemente scattando una foto e si desidera eseguire un controllo di base della percezione, sui siti Web esistono molti freeware che possono farlo in modo efficiente", afferma Fabien Bastide, Responsabile dell'ingegneria delle applicazioni di Ansys. "Con la simulazione, tuttavia, possiamo fare previsioni nel corso della convalida utilizzando uno scenario specifico che non esiste ancora nel mondo reale che stiamo simulando. Il valore di questo tipo di test all'interno di Speos è la possibilità che ci dà di fare previsioni future sul comportamento della luce all'interno di un ambiente di abitacolo utilizzando un modello che abbiamo già simulato in precedenza."

Uno strumento di selezione dei colori all'interno di Speos aiuta i progettisti a scegliere una tavolozza intuitiva che tenga conto di tutte le carenze cromatiche relative alla cecità ai colori. Lavorando all'interno di un modello 3D, l'utente può applicare proprietà ottiche e ambientali specifiche per vedere ciò che vede l'occhio normale e ciò che vede l'occhio daltonico. La combinazione di dati ottici, spettrali e ambientali offre una prospettiva completa della percezione del colore. Come strumento di post-elaborazione, Speos può quindi prendere questi tre valori e combinarli in modo efficiente in funzioni specifiche basate su un modello generato dal computer del display interno, consentendo agli ingegneri di passare da una tavolozza all'altra per rispondere alle carenze di colore.

Durante la guida, i conducenti ricevono importanti avvisi e informazioni sulle condizioni di guida, sia che guardino un head-up display o le spie di avviso nel quadro strumenti (IPC). Guardando oltre il display del sistema di infotainment, Speos consente la variazione cromatica all'interno di prototipi virtuali che supportano funzioni autonome, nonché altri avvisi visivi visualizzati nell'IPC. Il software può anche essere utilizzato per simulare gli effetti visivi del riflesso e del contrasto sul conducente, un problema di percezione legato all'età che interferisce sempre più con la guida man mano che invecchiamo.

Daltonici in volo con Ansys Speos

Nel settore militare, la visione del colore viene testata come prerequisito per l'arruolamento in molte forze, soprattutto per i piloti dell'aeronautica, che utilizzano numerosi controlli di segnali a colori e volano in notturna per pilotare in sicurezza alcuni dei velivoli più veloci del mondo, come il Lockheed Martin F-22 Raptor, un aereo che raggiunge Mach 2,25 (1.667 mph)³. Per ottenere un certificato medico in caso di daltonismo, è necessario superare un test di visione su piastre pseudoisocromatiche (PIP)⁴, uno dei due test richiesti dai militari che misurano la visione dei colori rosso-verde. Questo requisito rende difficile per aspiranti piloti con cecità di colore rosso-verde di fare carriera nell'esercito. Speos ha il potenziale per riprogettare i cockpit del futuro sia per i voli militari che commerciali, aiutando i piloti daltonici a prendere il volo.

Ansys Speos può aiutarti a reinventare i tuoi prodotti, dagli ambienti automobilistici e aeronautici alle semplici riprogettazioni delle packaging, per supportare i consumatori daltonici e rendere i tuoi prodotti più inclusivi. Inizia subito con una prova gratuita. 

1. "About Colour Blindness", Colour Blind Awareness, 6 maggio 2022.
2. "What are Eye Cones? Nerve Cells in the Eye that Produce Color Vision", VeryWellHealth.com, 20 dicembre 2020.
3. "15 of the Fastest Fighter Jets in the World Ever Built", Hangar.Flights, 16 aprile 2022.
4. "Color-discrimination threshold determination using pseudoisochromatic test plates", Frontiersin.org, 6 maggio 2022.