战场环境传感信息的可视化研究

3.5 编程仿真

在VC++语言环境下，编程仿真。Vega软件具有友好的图形环境界面，完整的C语言程序应用程序接口API，丰富的实用库函数，这就减少了源代码的编写，提高了工作效率。编程过程中，可以调用Vega的库函数VgCetProp，通过键控来达到不同时刻、不同环境下的SAR图像。程序流程图如图2所示。

4 红外成像仿真过程

根据红外成像仿真原理可知，基于Vega的红外成像仿真方法可分为以下几个过程：首先建立场景模型；其次建立大气传输模型，并计算大气衰减；最后计算红外探测器上接收到的红外辐射强度，并完成由辐射强度到灰度值的转换，生成红外图像。SensorVision模块可以实时产生从可见光到远红外线间各个波段的红外仿真图像。利用SensorVision模块生成红外图像的过程为：在利用图形界面LynX定义的，ADF文件的基础上，SensorVision模块利用Texture Mapping Tool(TMM)设定物体的纹理和材料物理特性；然后利用MOSART Atmospheric Tool(MAT)设定大气传输模型，计算大气透射率、大气背景辐射、太阳或月亮的直接辐射等，由于计算量很大，采用预先计算好，生成mat文件。在仿真中，可以有多个mat文件，SensorVision读取.mat文件，直接使用预先计算好的这些参数可以加速仿真速度；最后通过SensorVision调用已经计算的各种参数，利用辐射度计算公式，计算场景中的红外辐射强度，并完成从辐射强度到灰度值的转换，生成红外图像。该过程用流程图可表示如图3所示。

4.1 场景建模

场景的红外成像仿真中，场景包括目标和背景。场景建模首先要建立目标和背景的三维几何模型。目标主要包括车辆、飞机、坦克等；背景主要包括地表、山坡、河流、公路、稻田、树木、建筑物等。在几何建模过程中既要模型的逼真性，又要考虑仿真的实时性要求，传统的用增加多边形数量来提高几何模型逼真性的方法是不可取的。为了加快图形显示速度，本文采用纹理映射技术来实现。TMM工具是视景仿真软件Vega提供的材料纹理赋予工具，利用它在纹理图上定义材质特性，生成纹理材质图片，为红外探测器、雷达等模块运行时提供物体的材质属性。由于物体的材质属性直接影响其红外辐射特性，这一步对红外成像仿真工作很重要，对大幅场景这部分工作也是十分繁重的。目前版本的TMM提供了10大类172种材质，并且可以创建新的材质数据，每种材质都有相应的光谱特性库和热特性库。因此，为了红外成像仿真的需要，目标和背景的几何模型建成后，要利用TMM工具为模型映射相对应的纹理材质，同时也就建立了目标的红外辐射模型。同时在建立模型的过程中，还要设定具体天气情况、星历模型以及观察者的位置及状态等。