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汽车外部照明：它是什么？其工作原理是什么？
汽车外部照明是什么？
汽车外部照明聚焦于车身周围的设备，这些设备（主动或被动）使用光源来辅助提高可视性、导航和通信。从前照灯到转向灯，车辆外部的照明灯不仅有助于提高驾驶员观察外界的可视性，而且提高了车辆对于外界的可见性。
外部照明对于车辆的安全运行至关重要，因此它们必须满足严格的政府监管标准，才能够在道路上合法使用。这些标准涵盖了不同的考量因素，如颜色、强度、尺寸、布局和动画。
但除了这些严格的要求外，车灯还必须获得同样要求严苛的设计人员的认可。而为了向驾驶员提供满意的美学体验，原始设备制造商（OEM）需要实现品牌的设计创意愿景。
汽车外部照明的用途和功能是什么？
为了平衡法规合规性和艺术完整性的需求，工程师会采用多种不同类型的外部车灯，每种车灯的用途各不相同。
提高可视性的光
前照灯：用于照亮前方道路的主灯，前照灯可使用白炽灯或卤素灯泡、高强度放电（HID）光源、LED灯或激光。 它们可以使用远光灯或近光灯等不同强度的功能，这取决于驾驶条件和迎面而来的车辆的情况。
雾灯：与前照灯类似，这些灯位于车辆前部，有助于改善恶劣天气下的可视性，因为普通的前照灯可能会导致眩光。
倒车灯：用于在车辆倒车时照亮车辆后方的区域。
提高可见性的灯
转向灯：转向灯位于车辆前部和后部，用于表明驾驶员想要转向或变道。转向灯也可用作危险警告灯，以通过闪烁表示警告或传达遇险信息。
尾灯和停车灯：尾灯位于车辆后部，用于与车辆后方的驾驶员进行通信，其包括制动灯和倒车灯。
日间行车灯（DRL）：这些灯位于车辆前部，可自动开启，使其他车辆的驾驶员更容易看到该车辆。
车牌照明：在夜间和恶劣天气下保持后车牌清晰可读的灯，以便监管机构、行人或其他车辆的驾驶员可以辨别车牌。
侧标志灯：这些灯对于较大型车辆而言十分重要，其位于车辆侧面，以便让其他车辆驾驶员了解该车辆的宽度。
装饰照明：车身底灯、光毯、地面照明灯和徽标照明等灯具不仅可改善车辆的外观，还有助于照亮地面，以确保安全进出车辆。
官方服务灯：这些灯用于快速区分特殊车辆或应急车辆，例如消防车、救护车、校车和警车。
设计汽车外部照明
在设计汽车外部照明时，需要考虑许多因素。首先是设计人员对整车的创意愿景。许多汽车品牌都有特定的美学要求，而照明方案是车辆外观的重要组成部分。开发一套外部车灯来完善汽车的整体外观，对于品牌体验至关重要。
基于设计人员的设计概念，工程师会考虑车灯的功能、相关法规、分配的空间以及为车灯供电的能源。他们将根据这些细节信息选择车灯及其形状，并且会将最终外观考虑在内。由于每个车灯都不存在固定的最佳决策，因此工程师使用仿真来测试和验证他们的选择。
Ansys Speos（用于设计和验证光学系统）和Ansys AVxcelerate（用于动态实时场景仿真）等仿真软件使工程师能够创建虚拟模型，展示不同的汽车照明系统配置在各种场景和条件下的运行情况。这些仿真可将人眼视觉纳入考量，根据人眼视觉传感器确定信息的可视性。此外，汽车外部照明的数字渲染功能，让设计人员有机会了解不同的功能选择将如何影响其汽车设计的整体美感。
案例：车灯的开发过程
在本案例中，我们可以看到尾灯从设计到工程的全过程。
尾灯装配部件
汽车尾灯
Speos尾灯虚拟人眼视觉渲染图，显示了尾灯、停车灯、转向灯和倒车灯功能开启时的状态。
停车灯功能的光度仿真
汽车外部照明的未来趋势
未来，汽车外部照明将会取得短期进展和长足发展。自适应前照灯是有望成为行业标准的创新领域，它可以根据驾驶条件自动调整其方向和强度。自适应驾驶光束（ADB）使用传感器和摄像头收集速度和转向数据，然后将光线投影到驾驶员所需的位置。
在不久的将来，汽车外部照明很可能会演变成一种更有价值的通信工具，它将车灯作为车辆与周围环境之间的视觉语言。外部车灯将能够投影速度和方向信息，甚至为行人投射出完整的人行横道。这种车联万物（V2X）的实现方案在自动驾驶汽车的交互中尤有价值。
此外，机器学习也将对汽车光学设计产生重要影响。通过研究到目前为止的所有外部照明设计数据，机器学习将能够评估设计可行性和可能性，以助力人们加速决策并更快地推出更安全的汽车。
这些趋势不断激发并适应汽车制造商不断发展的需求，也反映出了汽车外部照明的灵活性和可能性。随着监管机构、设计人员和驾驶员对汽车行业的需求不断增加，汽车照明将照亮人们实现更安全交通的前路。
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