一种基于OpenGL着色器的红外成像仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种基于OpenGL着色器的红外成像仿真方法。该方法首先渲染场景红外效果，解算各地物吸收光照的能力，假设非自发热地物的热量全部来源于太阳能，近似渲染出待仿真场景的红外效果图；制作目标细节纹理，采集有限次近似环境条件下目标各部件温度，建立目标温度与灰度值的线性模型，解算灰度值并制作纹理，最后将纹理涂抹到对应部件上；融合场景和目标，采用OpenGL着色器将细节纹理绘制在场景内原目标的各细部；雾化并噪化融合之后的红外图像，参考眼点距离对上述图像添加雾效，之后添加噪声。本发明专利技术能够实时呈现与红外成像系统观察下等价效果的图像，画面质量稳定、可靠。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。该方法首先渲染场景红外效果，解算各地物吸收光照的能力，假设非自发热地物的热量全部来源于太阳能，近似渲染出待仿真场景的红外效果图；制作目标细节纹理，采集有限次近似环境条件下目标各部件温度，建立目标温度与灰度值的线性模型，解算灰度值并制作纹理，最后将纹理涂抹到对应部件上；融合场景和目标，采用OpenGL着色器将细节纹理绘制在场景内原目标的各细部；雾化并噪化融合之后的红外图像，参考眼点距离对上述图像添加雾效，之后添加噪声。本专利技术能够实时呈现与红外成像系统观察下等价效果的图像，画面质量稳定、可靠。【专利说明】—种基于OpenGL着色器的红外成像仿真方法
本专利技术涉及一种成像仿真方法，具体涉及一种基于OpenGL着色器的红外成像仿真方法。
技术介绍
随着计算机红外成像仿真技术的飞速发展和它在国防、军事、航空、航天等领域的广泛应用，利用计算机生成的景物红外图像已用于红外成像系统评估、算法改进、人员训练、任务制定、新产品设计、光电对抗技术、遥感测量以及多传感器的景物表示等众多方面。由于其重要的应用价值，目前世界各国、尤其是军事发达国家都已展开了这方面的研究工作，并且有许多重要的进展。红外成像仿真是在时间、空间、光谱以及辐射量等方面，对景物红外辐射分布的一种模拟，它并不要求仿真结果的辐射与实际景物的辐射完全相同，但它追求两者在红外成像系统观察下的等价效果。 计算机仿真成像软件应用最多的是Multigen公司的Vega软件,特别是目前Vega软件具有红外软件包，使用方便，而且可以很快构建出复杂视觉和声音仿真的原型，但是该软件的明显不足是:中国未获得Vega红外模块的使用授权，除此以外，软件价格昂贵、可移植性不强也是制约其应用的弊端。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种计算机仿真方法，能够实现仿真结果的辐射与实际景物的辐射在红外成像系统观察下的等价效果。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案:，其特征在于，包括以下步骤:S1、解算各地物吸收光照的能力，假设非自发热地物的热量全部来源于太阳能，近似渲染出待仿真场景的红外效果图；具体包括:Sl-Α、从视景工作站获取光源位置LPdf LP进行归一化处理，得到光源在眼点坐标系内的方向向量L ;Sl-Β、分别捕获各模型所有平面的法线NP，将NP进行归一化后得到法线向量N，求得光源与模型平面的位置关系，用COS Θ表示，所用公式为:COS Θ =(l*n)/(|l|*|n|)，然后，从视景工作站获取全局环境光亮度ambient，根据上式求得的位置关系计算模型表面的环境光亮度I，所用公式为:I=Cos Θ *ambient ；S1-C、计算反射光向量R，所用公式为:R=_2N(L.N)+L，根据反射光向量R求解出反射光亮度Spec，所用公式为:Spec= (R) ~s*Ls*Ms ；式中，Eye为定点指向观察者的视线，即为眼点坐标，s为亮度因子，Ls是光源中镜面反射强度，Ms是材质中的镜面反射系数；31-0、设置光源衰减系数诎沙1，1^2，计算光源衰减因子&?，所用公式为:【权利要求】1.，其特征在于，包括以下步骤: s1、解算各地物吸收光照的能力，假设非自发热地物的热量全部来源于太阳能，近似渲染出待仿真场景的红外效果图； s2、采集3次以上坦克发动时各部件温度值，将温度与灰度做一线性映射，解算出各部件的灰度值并根据该灰度值制作纹理，最后用灰度纹理覆盖原目标纹理； s3、查找场景内各目标模型，用OpenGL着色器将步骤S2制作的纹理对目标模型进行覆盖，绘出初步图像； s4、参考眼点距离对初步图像添加雾效，并根据干扰条件添加噪声。2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述步骤SI具体包括以下步骤: Sl-Α、从视景工作站获取光源位置LPdf LP进行归一化处理，得到光源在眼点坐标系内的方向向量L ; Sl-Β、分别捕获各模型所有平面的法线NP，将NP进行归一化后得到法线向量N，求得光源与模型平面的位置关系，用cos Θ表示，所用公式为: 3.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤: s2-A、在坦克发动运行后，记录传感器反馈的各部件温度； s2-B、根据3次以上的数据样本，确定目标表面的温度上限和下限，计算出该部件的细节纹理灰度值V，所用公式为:V=(T-L)/(K-L)； 式中，T为各部件温度，L为目标表面温度的下限，K为目标表面温度的上限； S2-C、根据步骤S2-B获得的各部件纹理灰度值，利用Photoshop软件对模型纹理进行染色，获得最终的细节纹理。4.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述步骤4具体包括以下步骤:S4-A、读取视景矩阵M和顶点坐标V，计算眼点坐标Eye，所用公式为:Eye=M*V ； S4-B、根据眼点位置设置雾效初始颜色FC，计算出最终红外成像的颜色baseColor，所用公式为:baseColor=FC* (1-FI) +acolorL*FI 式中，FI为雾效因子，acolorL为经过细部纹理覆盖的各模型灰度值； S4-C、确定噪声纹理坐标Coord,所用公式为:Coord=TexMat*MultiCoord 式中，TexMat为纹理模型纹理，MultiCoord为纹理矩阵； S4-D、根据红外窗口的大小对噪声纹理坐标Coord进行缩放； S4-E、获得系统时间time，实时解算噪声纹理坐标NCoord，所用公式为: NCoord=Coord+sin (time) *V,式中，V为噪声的偏移速度。5.根据权利要求4所述的，其特征在于，所述步骤S4-E中噪声的 偏移速度可编程设置。【文档编号】G06F17/50GK103761762SQ201310674410【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日 【专利技术者】孙传伟 申请人:南京乐飞航空技术有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙传伟，
申请(专利权)人：南京乐飞航空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：