一种实时红外场景仿真方法

文章实现了一种实时红外场景仿真技术。首先,完成了红外场景仿真系统的设计与现实工作;其次,生成目标区域的红外仿真图像,仿真过程中使用了VEGA标准材质库,考虑了大气效应对红外辐射的衰减作用;最后,利用三维建模技术,建立相应的三维红外场景,并提供实时漫游功能。实验结果表明,该方法生成的红外仿真图像与实拍图像的变化规律基本一致,为生成目标区域的红外图像数据库创造了条件。     

基于Unity3D的改进实时红外仿真系统

基于红外物理基础理论和自然场景仿真理论.通过改进已有算法以满足红外仿真系统中的实时性和准确性2个基本要求.提出基于Unity3D的改进实时红外仿真系统.首先探讨并修正了部分零视距离辐射计算模型和影响温度场的主要计算模型,在计算中考虑太阳赤纬角,改进经验公式,提高了计算的准确性;然后在讨论了热源放置和热传递计算问题之后.在红外仿真中考虑物体不同材质特性对红外效果的影响.使得绘制结果更为逼真;最后借助GPU对不同场景对象多角度下的红外辐射灰度进行并行计算.提升计算速度.该系统基于Unity3D游戏引擎.可以构建包含多种目标对象的红外场景,如植被、建筑以及车辆;重建的三维场景仿真效果图与实地拍摄的真实红外场景图像高度相似.仿真实验渲染速度达到30帧/s,基本满足实时性计算要求.     

一种Blinn-Phong BRDF红外反射模型的研究

针对红外场景仿真中辐射反射分量运算复杂、真实感欠缺等问题,提出一种Blinn-Phong BRDF红外反射模型,并基于Unity平台将其应用于三维红外仿真场景。该方法在对实测红外图像进行阈值分割的基础上,利用简化辐亮度运算和红外成像过程的仿真链路反演模型,求解目标表面温度值,根据红外辐射原理与可见光光照模型的理论相似性,将改进的Blinn-Phong光照模型移植到红外波段,并引入双向反射分布函数提高仿真精度,提出Blinn-Phong BRDF红外反射模型;最后基于该辐射反射模型构建零视距仿真场景,同时将仿真图像与实测图像进行比对,验证了反射模型的可信度和有效性。实验结果表明,提出的红外反射模型既有较高的仿真效率,又能够较好地模拟红外反射的高光现象,满足红外视景仿真对辐射反射的要求。     

海天背景下三维目标红外成像仿真方法研究

通过建立的目标三维模型和场景数学模型,利用光线跟踪技术与图像融合算法,实现了海天背景下指定场景信息的目标红外成像仿真.首先,介绍仿真的主要流程,然后对建立三维目标信息、实现光线跟踪算法、目标红外图像与背景红外图像融合三部分分别进行了讨论,最后给出了实验生成的海天背景下指定位置的三维目标的仿真红外图像.     

Vega中的传感器模块在红外成像仿真中的应用

针对红外成像制导系统仿真对红外场景的需求,提出一种基于Vega中传感器模块的红外成像仿真的方法。介绍红外成像仿真的原理及研究现状,阐述传感器模块的特点和功用。给出了红外图像实时生成系统的组成及工作流程,较为详细地阐述了红外成像仿真的流程,重点阐述了红外传感器仿真模块、传感器视效模拟模块在红外成像仿真中的应用并给出了仿真结果。实验证明,该方法能够满足实际任务对图像仿真逼真度和实时性的要求。     

基于GPU的虚拟战场红外仿真技术研究

实时红外视景仿真已成为红外成像武器系统设计与评估的重要方法,在军事和国民经济中有着广泛的应用前景。红外仿真的关键环节在于红外视景图像的生成,提出了一种基于GPU实现红外辐射计算模型的方法,将辐射传输模型中温度、辐射特性等数据的计算移植到GPU中,充分利用了GPU的可编程特性以及强大的并行运算能力,高效生成了精度较高的红外场景图像。     

基于光照模型和视觉特性的半色调彩色图像的实时仿真

利用人类视觉系统的生理特性,提出了一种基于光照模型的半色调模式的真实感彩色图像的实时仿真方法,该方法合三维目标的成像过程,将场景中视觉2°视锥小区域的平均灰度信息转换为明暗象素点阵模式,从而实时地生成半色调模式的实感彩色图像。在微机上进行了编程设计和实验,实验结果表明,本文提出的方法不但可产生三维视觉效果舒适的真实感图像处理速度极快,图像数据量也大大降低,这为场景图像的实时仿真、输出和图像传输等提供先进的实用的数字技术。     

基于OpenGL实时红外视景仿真研究

实时红外视景仿真已成为红外成像制导武器设计和评估的重要方法,仿真的关键环节在于红外视景图像的生成,具有重大的军事和经济意义。文中简单介绍了基于OpenGL工具创建三维图形的步骤,并依据创建步骤对目标模拟、背景生成以及红外视景的动态生成进行具体分析;对目标模拟借助于专业的CAD软件进行几何建模,对模型面元划分后进行温度场和红外辐射亮度的计算,并量化为灰度值进行渲染处理;依据背景数据库技术,选用合适背景图像利用纹理映射技术生成所需背景;动态红外视景仿真对实时性要求很高,最后对如何提高实时性作了简要分析。     

基于海洋背景的舰船及其尾迹红外仿真研究

针对舰船目标红外仿真的需求,对红外仿真的流程及关键技术进行了研究。论文简要介绍了一种基于海洋背景下的舰船及其尾迹的红外仿真方案。利用将物理信息模型与几何模型绑定的方法,充分运用GPU的着色器技术实现红外辐射并行实时计算,有效提高了红外场景生成的实时性。论文将温度场的实时计算放入GPU 中,可实时实现由温度变化引起的目标辐射能量的变化。同时,论文提出一种尾迹建模方法,提高了整个场景的真实性。红外仿真结果尚能令人满意,为红外成像的仿真及演示提供了一种有效的手段。     

基于图像的虚拟场景实时漫游

提出一种基于图像的并行绘制算法 ,通过分割图像显示窗口并行绘制 ,实现了三维场景的高分辨率图像的实时绘制 该算法按各节点计算性能分配任务 ,实现了负载平衡 利用三维场景漫游时相邻帧之间的相关性 ,采用RLE(RunLengthEncoded)压缩方法传输图像 ,降低了传输开销 实验结果表明 ,在 4台PC组成的机群上 ,实现了5 12× 5 12大小的图像的实时绘制     

femap在IR仿真中的应用

该文主要讨论了实时红外目标仿真的原理和实现方法。该文首先对目标热平衡过程进行原理分析,引进一种专业的工程有限元热分析软件femap,通过有限元建模和精度高的热分析功能,实现目标的3维建模及辐射模拟计算,并通过云图显示处理结果生成实时IR仿真场景。对femap的功能进行了比较深入的研究,并在原理上、实验上给出了验证结果,显示femap应用到IR目标仿真能够充分应用其建模过程工作量小,计算速度快,精度高的特点。     

基于Creator和Vega的红外飞行视景仿真

目前,红外飞行视景仿真已成为飞行仿真的一个重要研究方向,具有重大的军事和经济意义.针对视景仿真技术对于在夜视条件下也可以进行飞行仿真的问题,文中提出利用Creator建立三维地形模型;基于Vega仿真软件环境开发天空、地面背景和飞机效果;利用Vega中的SensorVision模块讨论了红外飞行视景生成技术,模拟在夜视条件下红外飞行视景环境,以及观察到的红外景象;利用C 编程,调用Vega API函数,开发了视景仿真程序,最后基于MFC完成了对于红外飞行视景仿真的软件界面的开发.开发和应用结果表明,该系统灵活通用,比基于OpenGL图形库开发的红外视景仿真提高了画面逼真度,缩短了开发周期.     

基于OSG的电子沙盘系统的研究与实现

结合“山西省水利工程规划电子沙盘”实例提供了一种基于开源跨平台三维渲染引擎OSG的电子沙盘系统开发方案,并对其中场景结构的组织和管理、大地形建模和立体显示等关键技术展开了研究.分析了地形建模工具VPB的工作机理及生成IVE模型的分页细节层次结构,提出了一种模拟飞行的场景切换模式的实现方法.所开发出的系统具有海量模型库迅速加载、矢量文字图片显示、多种场景漫游方式并存等特点,对于工程实践有一定的指导意义.     

水雷战对抗视景仿真系统关键技术研究

针对水雷战对抗分布交互仿真系统可视化的需要,提出了一种适应水雷作战过程三维图像演示系统的综合设计方法.解决的关键技术有：使用三维建模工具Creator进行武器实体和海底地形三维建模、基于Vega解决了对海洋水下环境的模拟、采用动态实体列表的方法实现了武器实体的动态添加等.该文的研究成果已应用于水雷战对抗分布交互仿真项目中,用户反映该视景仿真系统的逼真性和实时性良好,具有推广应用价值.     

基于OSG与Qt的FAST三维场景仿真

为解决FAST基地可视化的问题,开发了一套基于OpenSceneGraph(OSG)与Qt的三维场景仿真系统。通过三维建模,计算机程序自动化布局,OSG虚拟场景搭建等,将FAST的场景进行仿真显示。通过数据驱动实现对虚拟场景的实时更新,同时采用OSG的粒子系统来模拟雨雪天气特效场景。该系统将FAST的场景实时显现在技术工作人员面前,具有场景漫游,动态演示等基本人机交互功能,可为FAST基地的实践工作提供辅助决策依据。     

基于OpenGL的海战场视景仿真系统

设计了基于OpenGL的三维海战场视景仿真系统,解决了地形环境和实体行为建模等技术,该系统在满足实时性的同时提供了逼真的视觉效果,增加了海战场环境视景仿真的沉浸感。     

红外成像制导半实物仿真目标图像生成技术

为实现半实物仿真中红外成像目标的模拟,依托红外动态景象模拟器,进行了成像目标的建模与仿真研究.基于当前主流战机及其红外干扰弹的调研数据,,建立了典型目标的三维模型和辐射模型,根据目标飞行数据求解干扰运动轨迹,生成图像序列以驱动成像系统完成成像目标的仿真.经工程应用证明,该仿真模型逼真可靠,提高了红外成像制导控制系统研究的验证水平.     

一种应用于飞行场景仿真的图像注入模块设计

飞行场景仿真测试是目标特征捕获系统研制过程的重要组成部分,针对目标特征捕获系统模拟飞行场景仿真对场景图像显示的实时性以及数据传输高速率等挑战,本文提出了一种应用于飞行场景仿真的高速图像注入模块设计方案：以FPGA为核心器件,控制USB 3.0接口与LVDS总线实现图像的高速传输,利用FPGA进行图像转换提高图像显示的实时性,并采用基于乒乓操作的双缓存结构保证数据传输的连续性。实验结果表明,该模块在实现1.4Gbps图像传输速率的同时,保证了图像显示实时性与传输正确性。     

虚拟地空战场通用视景仿真软件系统的设计

针对地空战场仿真的三维演示需求,基于高层三维图形开发环境设计了一套通用的视景仿真软件系统,适应于实时数据、人工规划路径等多种仿真驱动形式。使用MultiGenCreator建立了三维武器实体和地景模型;基于Vega仿真软件环境开发天空、地面背景和战场特效;利用大规模地形管理技术解决计算机对战场大地形实时处理能力不足的缺陷;通过设计粒子系统模拟了各种复杂的场景特效;利用C++编程,调用VegaAPI函数,开发了视景仿真程序。开发和应用结果表明,该系统灵活通用,效果生动,并且比以往直接基于OpenGL图形库开发的视景仿真软件提高了画面逼真度,缩短了开发周期。     

数据中心三维可视化场景编辑器的设计

针对当前数据中心的三维可视化场景重复开发造成复用性较差的问题,提出了数据中心三维可视化场景编辑器.借助三维引擎技术,以仿真、立体、互动实时的方式为管理者提供一个完整的、可视化、网络化的虚拟环境管理设计平台.可以高效灵活的创建数据中心3D场景,用于场景建模和数据中心的辅助设计.可视化编辑器基于Unity3D引擎和Web技术进行搭建,提供直观的浏览器操作界面和环境实时监控系统,解决了三维场景远程实时查看数据中心监控等问题.用户可以借此快速搭建三维可视化场景,减少重复开发.在提供其他3D模型基础上,此编辑器也能够广泛用于其他非数据中心可视化场景的搭建和编辑.