戰場(chǎng)環(huán)境傳感信息的可視化研究

3.5 編程仿真

在VC++語(yǔ)言環(huán)境下，編程仿真。Vega軟件具有友好的圖形環(huán)境界面，完整的C語(yǔ)言程序應用程序接口A(yíng)PI，豐富的實(shí)用庫函數，這就減少了源代碼的編寫(xiě)，提高了工作效率。編程過(guò)程中，可以調用Vega的庫函數VgCetProp，通過(guò)鍵控來(lái)達到不同時(shí)刻、不同環(huán)境下的SAR圖像。程序流程圖如圖2所示。

4 紅外成像仿真過(guò)程

根據紅外成像仿真原理可知，基于Vega的紅外成像仿真方法可分為以下幾個(gè)過(guò)程：首先建立場(chǎng)景模型；其次建立大氣傳輸模型，并計算大氣衰減；最后計算紅外探測器上接收到的紅外輻射強度，并完成由輻射強度到灰度值的轉換，生成紅外圖像。SensorVision模塊可以實(shí)時(shí)產(chǎn)生從可見(jiàn)光到遠紅外線(xiàn)間各個(gè)波段的紅外仿真圖像。利用SensorVision模塊生成紅外圖像的過(guò)程為：在利用圖形界面LynX定義的，ADF文件的基礎上，SensorVision模塊利用Texture Mapping Tool(TMM)設定物體的紋理和材料物理特性；然后利用MOSART Atmospheric Tool(MAT)設定大氣傳輸模型，計算大氣透射率、大氣背景輻射、太陽(yáng)或月亮的直接輻射等，由于計算量很大，采用預先計算好，生成mat文件。在仿真中，可以有多個(gè)mat文件，SensorVision讀取.mat文件，直接使用預先計算好的這些參數可以加速仿真速度；最后通過(guò)SensorVision調用已經(jīng)計算的各種參數，利用輻射度計算公式，計算場(chǎng)景中的紅外輻射強度，并完成從輻射強度到灰度值的轉換，生成紅外圖像。該過(guò)程用流程圖可表示如圖3所示。

4.1 場(chǎng)景建模

場(chǎng)景的紅外成像仿真中，場(chǎng)景包括目標和背景。場(chǎng)景建模首先要建立目標和背景的三維幾何模型。目標主要包括車(chē)輛、飛機、坦克等；背景主要包括地表、山坡、河流、公路、稻田、樹(shù)木、建筑物等。在幾何建模過(guò)程中既要模型的逼真性，又要考慮仿真的實(shí)時(shí)性要求，傳統的用增加多邊形數量來(lái)提高幾何模型逼真性的方法是不可取的。為了加快圖形顯示速度，本文采用紋理映射技術(shù)來(lái)實(shí)現。TMM工具是視景仿真軟件Vega提供的材料紋理賦予工具，利用它在紋理圖上定義材質(zhì)特性，生成紋理材質(zhì)圖片，為紅外探測器、雷達等模塊運行時(shí)提供物體的材質(zhì)屬性。由于物體的材質(zhì)屬性直接影響其紅外輻射特性，這一步對紅外成像仿真工作很重要，對大幅場(chǎng)景這部分工作也是十分繁重的。目前版本的TMM提供了10大類(lèi)172種材質(zhì)，并且可以創(chuàng )建新的材質(zhì)數據，每種材質(zhì)都有相應的光譜特性庫和熱特性庫。因此，為了紅外成像仿真的需要，目標和背景的幾何模型建成后，要利用TMM工具為模型映射相對應的紋理材質(zhì)，同時(shí)也就建立了目標的紅外輻射模型。同時(shí)在建立模型的過(guò)程中，還要設定具體天氣情況、星歷模型以及觀(guān)察者的位置及狀態(tài)等。