一种虚拟现实中红外特征实时可视化模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种虚拟现实中红外特征实时可视化模拟方法，包括建立被测目标几何模型，设置虚拟场景参数，红外特征数据生成，可见光和红外特征实时渲染；本发明专利技术的技术方案能够解决实时渲染能力受限的条件下难以实现复杂红外特征模拟的问题，灵活运用于各类红外测温设备的功能模拟和训练仿真，支持被测温几何体全方位红外特征的实时模拟与显示，能够进行被测温几何体多种红外状态间的无级融合，并支持进行红外图像关键点识别，能够在主流图形显示设备上及虚拟现实设备上进行高保真度的渲染，并保证计算效率，以实现运行的低时延特性。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟现实中红外特征实时可视化模拟方法
本专利技术属于虚拟仿真
，尤其涉及一种虚拟现实中红外特征实时可视化模拟方法。
技术介绍
虚拟现实中红外特征的实时可视化，对于在虚拟现实环境中的游戏、行业技能训练、设备性能模拟仿真等领域具备重要的意义，例如利用红外成像原理的摄像头、瞄准镜以及各类固定式、手持式红外测温仪的功能模拟和使用，在电力运维、体温监测、区域安保、武器装备等领域的训练中，扮演着重要的角色。Unity是当前应用最广泛的游戏引擎之一，其逼真的视觉效果和良好的程序开发体验使其在虚拟仿真领域得到了众多开发者的青睐。由于Unity在渲染管线和多线程计算方面进行持续改进，当前已推出能够实现高级逼真渲染效果的高清渲染管线HighDefinitionRenderPipeline(HDRP)，借助该技术，我们能够将场景的可见光特征和红外特征展示水平提升到一个全新的高度，使得该类写实风格游戏、训练能够为用户提供更为逼真的使用体验，提升用户的临场感、沉浸感。此外，Unity针对当下日益增长的实时计算和渲染需求，推出了面向数据的技术栈D本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟现实中红外特征实时可视化模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：建立被测设备几何模型；/nS1-1：利用建模工具或程序算法对被测设备的可见光特征外观进行多层次细节建模，得到多层级颗粒度的可见光特征外观模型；/nS1-2：根据所述被测设备的可见光特征外观模型建立所述被测设备的红外特征外观模型；/nS1-3：为所述可见光特征外观模型和所述红外特征外观模型建立纹理贴图坐标，所述纹理贴图坐标用于制作所述可见光特征外观模型的材质贴图和所述红外特征外观模型的红外特征分布图，所述红外特征分布图存储于虚拟仿真软件的红外特征数据集内；/nS2：设置虚拟场景参数；/nS2-1：将同一被测设备的可...

【技术特征摘要】
1.一种虚拟现实中红外特征实时可视化模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：建立被测设备几何模型；
S1-1：利用建模工具或程序算法对被测设备的可见光特征外观进行多层次细节建模，得到多层级颗粒度的可见光特征外观模型；
S1-2：根据所述被测设备的可见光特征外观模型建立所述被测设备的红外特征外观模型；
S1-3：为所述可见光特征外观模型和所述红外特征外观模型建立纹理贴图坐标，所述纹理贴图坐标用于制作所述可见光特征外观模型的材质贴图和所述红外特征外观模型的红外特征分布图，所述红外特征分布图存储于虚拟仿真软件的红外特征数据集内；
S2：设置虚拟场景参数；
S2-1：将同一被测设备的可见光特征外观模型和红外特征外观模型导入用于模拟被测设备的可见光特征和红外特征的虚拟仿真场景中，为所述可见光特征外观模型和所述红外特征外观模型赋予相同的六自由度参数和相同的形变参数；
S2-2：在所述虚拟仿真场景中，定义可见光特征渲染层和红外特征渲染层，将所述可见光特征外观模型设置为可见光特征渲染层，将所述红外特征外观模型设置为红外特征渲染层，并为所述可见光特征外观模型赋予可见光特征渲染材质，为所述红外特征外观模型赋予红外特征渲染材质；
S2-3：在所述虚拟仿真场景中，手动设置可见光摄影机或利用程序生成可见光摄影机，设置所述可见光摄影机的分辨率，并将所述可见光摄影机设置为仅渲染可见光特征渲染层；
S2-4：在所述虚拟仿真场景中，手动设置红外摄影机或利用程序生成红外摄影机，依据被模拟红外测温设备的参数，设置所述红外摄影机的分辨率，并将所述红外摄影机的输出结果设置为图片数据，设置该图片的色彩模式为单通道，并将所述红外摄影机设置为仅渲染红外特征渲染层；
S3：红外特征数据生成；
S3-1：在所述红外特征数据集内，预先存储被测设备典型状态下的红外特征分布数据；
S3-2：所述虚拟仿真软件运行时，获取当前时刻所述虚拟仿真场景的环境参数和被测设备当前时刻的状态，根据所述环境参数和所述被测设备当前时刻的状态，计算所述被测设备的红外特征状态权重；
S3-3：根据步骤S3-2得到的环境参数和红外特征状态权重，利用二维数据分区方法，划分红外特征分布图，将划分后的红外特征分布图区块分别交由CPU线程或使用ComputeShader交由GPU并行计算，进行综合状态的红外特征分布数据融合，得到当前融合之后的红外特征结果分布图；
S4：可见光和红外特征实时渲染；
S4-1：实时渲染时，所述虚拟仿真软件读取所述被测设备红外特征外观模型的几何数据，通过纹理贴图坐标查找所述红外特征结果分布图，得到当前时刻具有红外特征分布的材质信息；
S4-2：利用所述虚拟仿真场景中的红外摄影机结合红外摄影机投影信息，对所述红外特征外观模型的几何数据和所述步骤S4-1得到的材质信息进行渲染，获得当前时刻用于进一步计算的中间产物渲染图像；
S4-3：使用着色器在所述步骤S4-2得到的渲染图像中进行采样，与用于表现红外数值的颜色分布梯度映射图进行对照，将所述渲染图像中的灰度值映射为所述用于表现红外特征数值的颜色，并生成经过颜色分布映射的所述被测设备的红外特征测量结果图像数据；
S4-4：根据步骤S4-2的渲染图像，利用图像分区方法，划分渲染图像，将划分后的渲染图像区块分别交由多个CPU线程或使用ComputeShader交由GPU并行计算，查找当前渲染图像红外特征关键点所在区域，并设置用于指示关...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨思超，
申请(专利权)人：北京开云互动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11