基于光线跟踪的高真实感红外三维场景仿真方法研究

《基于光线跟踪的高真实感红外三维场景仿真方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、代号10701学号1015121742分类号TN216密级公开题（中、英文）目基于光线跟踪的高真实感红外三维场景仿真方法研究ResearchonMethodofHighRealisticInfraredSceneSimulationSystemBasedonRayTracing作者姓名郭晨光指导教师姓名、职务张建奇教授学科门类工学学科、专业物理电子学提交论文日期二○一三年二月创新性声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包

2、含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学

3、位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。本人签名：日期导师签名：日期摘要I摘要红外图像仿真系统是当前光电仿真领域中一个重要的研究方向，在红外制导武器的设计与研制、红外系统的数字或半实物仿真评估、军事仿真训练、遥感数据场景再现等军事和民用领域都有着广泛的应用，随着技术的发展和应用需求的提高，具有高物理真实性和逼真度的高真实感红外仿真系统越来越受到关注。本文对国内外高真实感红外仿真系统进行了分析，结合可见光中的高真实感光照算法—光线跟踪，在原有红外仿真系统基础上，实现了基于光线跟踪算法的高物理真实感红外仿真子系统，该子系统严格考虑了红外成像过

4、程中的各个辐射环节，提出了“自身热辐射—反射与阴影处理—大气传输效应—红外成像系统”的高真实感红外辐射传输仿真模型，并分别对其中的各个子模块进行物理建模，利用OGRE（Object-OrientedGraphicsRenderingEngine）图形渲染引擎以及GPU（GraphicsProcessingUnit）的可编程渲染技术，实现了高真实感红外图像的渲染输出。此外，为了提高红外仿真图像的渲染速度，本文采用了基于空间二值分割、八叉树和包围盒的场景管理技术以提高光线与场景内容的求交检测效率，设计了各种用于纹理采样的辐射数据纹理以提供光线跟踪辐射计算需要的

5、数据。该系统为今后高真实感红外仿真系统的完善和进一步研究打下了基础。关键词：红外仿真系统高真实感光线跟踪OGREAbstractIIIAbstractInfraredimagesimulationsystemiscurrentlyanimportantresearchdirectioninthefieldofphotoelectricsimulationfield.Ithasawiderangeofapplicationsinthedesignandmanufactureofinfraredguidedweapon,digitizedorSemi-Phys

6、icalsimulationevaluationofinfraredsystem,militarysimulationtraining,representationofremotesensingdatascenarios,aswellasothermilitaryandcivilfields.Withthedevelopmentoftechnologyandtheincreasingdemandsforkindsofapplication,therealityinfraredsimulationsystemwithhighphysicalauthentic

7、ityandfidelityistakenmoreandmoreattention.Thehighrealisticinfraredsimulationsystemathomeandabroadareanalyzedin thispaperfirstly,combinedwiththehighilluminationalgorithm-raytracinginvisual. Accordingtotheoriginalinfraredsimulationsystem,thehighphysicalsenseofreality infraredsimulat

8、ionsubsystemisrealizedbasedonther