CN117788713A - 一种用于模拟器视景的红外仿真方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种用于模拟器视景的红外仿真方法，所述方法包括：获取实体的3D模型，并根据3D模型的发热源部件，进行模型的预处理；基于预处理后的3D模型，建立shader程序的初始化环境；建立不同3D模型的shader程序，针对3D模型有无内热源，编写相应的shader程序；将预处理后的3D模型与shader程序绑定；获取3D模型上的实体部件实体的实时温度、着色目标截面的面积、相对于热源的位置、以及当前的时间信息，利用shader程序计算实体部件的红外辐射量，并在3D模型上输出相应的着色效果。本发明采用shader语言来实现红外仿真过程，可实现与可见光视景同步的红外场景仿真，有效的提高了仿真速度。

Description

一种用于模拟器视景的红外仿真方法

技术领域

本发明涉及视景仿真技术领域，更具体的说是涉及一种用于模拟器视景的红外仿真方法。

背景技术

近年来，飞行模拟器在驾驶训练中得到了广泛的应用，不但提高了训练效率，而且节省了大量训练经费。随着对模拟器逼真度的要求越来越高，红外成像仿真必须能够真实反映仿真目标的辐射场变化，同时还要具备较高的仿真效率。

目前工程化的红外成像仿真一般采用两种方式实现。一种是在仿真软件包的基础上构建红外场景，比较典型的是利用Presagis公司的建模软件Creator和视景驱动软件Vega中的红外模块(IRSensor)来模拟红外场景，这种方法可以充分利用Vega中的IRSensor模块强大的红外仿真优势，产生出逼真实时的红外场景仿真，但由于该模块包含战斗机的相关信息，为了保密要求，软件开发商进行了出售管控，目前在工程中使用的多是早期的Vega3.7版本(这一版本发布于20世纪90年代)中的红外模块，已远远不能满足现在的仿真需求。另一种是利用商用建模软件来建立场景红外模型，然后采用OpenGL或其他视景驱动软件进行低层渲染来仿真红外场景。这种方法大都只针对单一化的仿真阶段，仿真的相似度和效率难以达到工程化要求。

由此可见，要提高研究的实用性，必须建立一套完备的红外图像仿真方法，建立与可见光视景同步的红外场景仿真，实现从场景模拟到最终观察结果的仿真。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种用于模拟器视景的红外仿真方法，采用shader语言来实现红外仿真过程，可实现与可见光视景同步的红外场景仿真，有效的提高了仿真速度。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明公开了一种用于模拟器视景的红外仿真方法，包括：获取实体的3D模型，并根据3D模型的发热源部件，进行模型的预处理；

基于预处理后的3D模型，建立shader程序的初始化环境；

建立不同3D模型的shader程序，针对3D模型有无内热源，编写相应的shader程序；

将预处理后的3D模型与shader程序绑定；

获取3D模型上的实体部件的实时温度、着色目标截面的面积、相对于热源的位置、以及当前的时间信息，利用shader程序计算实体部件的红外辐射量，并在3D模型上输出相应的着色效果。

进一步，所述获取实体的3D模型，并根据3D模型的发热源部件，进行模型的预处理，包括：

获取实体的3D模型，根据实体的3D模型内部是否有发热源分解模型部件，将有发热源的模型部件分离成模型的子节点；

根据不同子节点材质发射率的不同，利用图像处理软件制作材质纹理；

在实体的3D模型的纹理库中添加材质纹理；

将新加入的材质纹理设置为模型纹理的Layer1层，原有的可见光纹理为模型纹理的Layer0层；

将可见光纹理的UV映射赋给材质纹理，输出具有多重纹理的3D模型。

进一步，所述获取3D模型上的实体部件的实时温度、着色目标截面的面积、相对于热源的位置、以及当前的时间信息，利用shader程序计算实体的红外辐射量，并在3D模型上输出相应的着色效果，包括：

获取3D模型上的实体部件的实时温度、着色目标截面的面积，基于普朗克定律公式计算相应实体的辐射量；

获取相对于热源的位置和当前的时间信息，基于眼点坐标系计算太阳辐射量；根据实体的辐射量和太阳辐射量计算出实体的总辐射量；

将实体的总辐射量量化为灰度等级；

根据灰度等级，在3D模型上对相应的部件进行着色显示。

进一步，所述获取3D模型上的实体部件的实时温度、着色目标截面的面积，基于普朗克定律公式计算相应实体的辐射量，包括：

获取3D模型上的实体部件的实时温度、着色目标截面的面积；

通过公式计算实体的辐射量L_I；

其中，λ为波长，T为实体温度，ε₁为实体的发射率；为普朗克定律公式，h、k、c1、c2均为普朗克常数遍历，c为光速，S1为着色目标截面的面积，θ₁为着色目标截面法向与观察方向的夹角。

进一步，所述获取相对于热源的位置和当前的时间信息，基于眼点坐标系计算太阳辐射量，包括：

假设太阳的位置为S，飞机部件实体顶点p位置为P,表面法向量为N，黑体辐射强度为I，则在当前的时刻t，顶点p的太阳辐射度L_s用如下公式表示：

其中，t∈[0,24]，向量(P-S)＝[coshcosα,coshsinα,sinh]，α为太阳相对于观察点的方位角，h为太阳相对于观察点的高度角。

进一步，所述根据实体的辐射量和太阳辐射量计算出实体的总辐射量，包括：

基于实体的辐射量L_I和太阳辐射量L_s，利用公式L＝L_I+Ls计算出实体的总辐射量L。

进一步，所述将实体的总辐射量量化为灰度等级，包括：

根据公式计算出灰度等级G；

其中，L_min为辐射亮度的下限值，L_max为辐射亮度的上限值，G_min为量化灰度等级的下限值，G_max为量化灰度等级的上限值。

第二方面，本发明还公开了一种用于模拟器视景的红外仿真系统，包括：模型预处理模块，配置用于获取实体的3D模型，并根据3D模型的发热源部件，

进行模型的预处理；

初始化模块，配置用于基于预处理后的3D模型，建立shader程序的初始化环境；

编写模块，配置用于建立不同3D模型的shader程序，针对3D模型有无内热源，

编写相应的shader程序；

绑定模块，配置用于将预处理后的3D模型与shader程序绑定；

计算着色模块，配置用于获取3D模型上的实体部件的实时温度、着色目标截面的面积、相对于热源的位置、以及当前的时间信息，利用shader程序计算实体部件的红外辐射量，并在3D模型上输出相应的着色效果。

第三方面，本发明还公开了一种用于模拟器视景的红外仿真装置，包括：

存储器，用于存储用于模拟器视景的红外仿真程序；

处理器，用于执行所述用于模拟器视景的红外仿真程序时实现如上文任一项所述用于模拟器视景的红外仿真方法的步骤。

第四方面，本发明还公开了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有用于模拟器视景的红外仿真程序，所述用于模拟器视景的红外仿真程序被处理器执行时实现如上文任一项所述用于模拟器视景的红外仿真方法的步骤。

对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明公开了一种用于模拟器视景的红外仿真方法，所述方法包括模型预处理、计算辐射量、利用shader程序着色三部分组成。本发明在模型预处理阶段，将实体模型分割成受内热源影响和不受内热源影响两部分，通过外部参数将部件的温度等关键信息传递给Shader语言完成计算，可以解决传统方法无法处理内热源剧烈变化而导致红外灰度大幅变化的情况。本发明采用Shader语言来实现红外仿真过程，可实现与可见光视景同步的红外场景仿真，有效的提高了仿真速度。本发明提出的方法具有广泛的工程应用价值，目前已应用在多个型号的飞行模拟器上。同时该方法也可与其他视景驱动引擎结合使用，推广应用前景广阔。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式的方法流程图；

图2是本发明具体实施方式的系统结构图。

图中，1、模型预处理模块；2、初始化模块；3、编写模块；4、绑定模块；5、计算着色模块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1所示，本实施例提供了一种用于模拟器视景的红外仿真方法，以飞机实体为例，本方法具体包括如下步骤：

S1：获取飞机的3D模型，并根据3D模型的发热源部件，进行模型的预处理。

在具体实施方式中，本步骤的目的在于利用模型处理软件处理飞机的3D模型的节点和材质纹理，生成符合要求的模型文件。具体的，本步骤具体包括如下子步骤：

S11：根据模型内部是否有发热源分解模型部件，将有发热源的部件分离成模型的子节点。具体的，设置飞机头部、飞机蒙皮、尾喷管为飞机的子节点。

S12：根据材质发射率的不同，利用图像处理软件制作材质纹理。

其中，图像处理软件可采用Photoshop。

S13：在模型的纹理库中添加材质纹理。

具体的，在在Creator中的菜单Palettes中选择Texture，弹出的面板中选择File->Read Palette，然后Info->List Texture中将相应的文件采用Replace File来代替就可添加新的纹理到纹理库中。

S14：将新加入的材质纹理设置为模型纹理的Layer1层，原有的可见光纹理为模型纹理的Layer0层。

具体的，假设已有的纹理的tex1，新加入的纹理为tex2，菜单Attributes中NewAttributes Search中选择Texture-base＝0(0是tex1的标号)为搜索条件，开始搜索后将选择出所有纹理，菜单Attributes中选择Modify Attributes->Textures->将Layer1设置为tex2的标号。

S15：将可见光纹理的UV映射赋给材质纹理，输出具有多重纹理的flt(OpenFlight)模型。

具体的，在已选中face的情况下，选择弹出对话框View的Texture为Layer1，在creator左边的ModTexture中选择Texture Composer选项，在Texture Composer界面上点击Import UVs，在弹出的对话框中选择Layer0-All(即tex1所对应的UV)，再选择Apply，这样可把tex1的UV直接映射到tex2上。

S2：基于预处理后的3D模型，建立shader程序的初始化环境。

在具体实施方式中，根据视景仿真平台的不同建立不同的shader程序的初始化环境。

S3：建立不同3D模型的shader程序，针对3D模型有无内热源，编写相应的shader程序。

S4：将预处理后的3D模型与shader程序绑定。

S5：获取3D模型上的飞机部件实体的实时温度、着色目标截面的面积、相对于太阳的位置、以及当前的时间信息，利用shader程序计算飞机部件实体的红外辐射量，并在3D模型上输出相应的着色效果。

在具体实施方法中，本步骤具体包括如下子步骤：

S51：获取3D模型上的飞机部件实体的实时温度、着色目标截面的面积，基于普朗克定律公式计算相应实体的辐射量。

具体的，通过公式计算实体的辐射量L_I。

其中，λ为波长，T为实体温度，ε₁为实体的发射率；为普朗克定律公式，普朗克常数h＝6.6260755*10^-34J.s(焦秒)，玻尔兹曼常数k＝1.380658*10-23JK-1(焦耳/K)，光速c＝3*10-8ms-1(米/秒)c1＝2πhc2＝3.741774*10-16W.m2(瓦特米2)；c2＝hc/k＝1.4387869*10-2m.K(米K)。S1为着色目标截面的面积，θ₁为着色目标截面法向与观察方向的夹角。

S51：获取当前的时间信息，基于眼点坐标系计算太阳辐射量。

具体的，本步骤根据太阳位置的不同，确定物体接收阳光的一面，一天中24小时的变化来仿真。假设太阳的位置为S，顶点p位置为P,表面法向量为N，黑体辐射强度为I(用顶点处的颜色表示)，则在t时刻，顶点p的太阳辐射度L_s用如下公式表示：

其中t∈[0,24]，因为太阳离场景的距离足够远，因此可以将场景看做一个点，可以得到太阳相对于观察点的方位角和高度角分别为α和h。则向量(P-S)＝[coshcosα,coshsinα,sinh]，由此可以计算出L_s。

S53：根据实体的辐射量和太阳辐射量计算出实体的总辐射量。

需要特别说明的，传统的实体辐射总量可用公式L＝L_I+L_s+L_a+L_p计算出。其中，L为传感器检测到的实体辐射总量；L_I为传感器检测到的实体表面等温的黑体辐射；L_s为传感器检测到的实体表面反射的太阳辐射；L_a为传感器检测到的实体环境辐射；L_p为目标与传感器之间的大气路径辐射，由于实体环境辐射以太阳辐射为主，因此将L_a近似为0，大气路径辐射在总辐射能量中所占比例较小，因此也将L_p近似为0。

基于上述原因，在本步骤中，基于实体的辐射量L_I和太阳辐射量L_s，利用公式L＝L_I+Ls计算出实体的总辐射量L。

S54：将实体的总辐射量量化为灰度等级。

具体的，红外图像用不同的灰度来表示辐射量的大小，灰度的范围是0～255，因此需要将辐射量量化到灰度范围内，通常采用线性高亮灰度量化方法，首先确定量化灰度等级的上下限G_min和G_max，其次确定需要量化的辐射亮度上下限L_min和L_max。然后通过下面公式量化：

式中，G表示量化后的灰度等级；L表示待量化的红外辐射亮度；一般取G_min＝0，G_max＝255。

S55：根据灰度等级，在3D模型上对相应的部件进行着色显示。

作为示例的，所述的步骤S51的计算过程具体如下：

分别设置常数变量PlanckH＝6.626075e-34；PlanckK＝1.380658e-23；

PlanckC1＝3.741774e-16；PlanckC2＝1.4387869e-2,蒙皮的发射率OSEMIC＝0.9，波长Lamda1＝3e-6，波长Lamda2＝5e-6,蒙皮的温度变化用函数MIC(t)，t为仿真时间。

利用函数calculatePlunckI(Lamda1,Lamda2,MIC(t))计算以得到实体的辐射量L_I。

其中，计算蒙皮的普朗克值Planck，通过顶点视图矩阵M和顶点位置矢量V计算顶点到观察者的向量VToE＝-M*V，由此可计算出目标截面法向与观察方向的夹角余弦costheta＝VN.N(VToE),其中VN是顶点在眼点坐标下的归一化法线向量，通过归一化M*N求得(N是顶点在模型坐标下的法线向量)，N(VToE)表示归一化的VToE，由此可以计算出实体的辐射量L_I。

作为示例的，所述的步骤S52的计算过程具体如下：

假设太阳位置向量为S，在眼点坐标系下可以计算出太阳相对于观察点的方位角和高度角分别为α和h，顶点p位置为P，那么可以得到PS＝(P-S)＝

[coshcosα,coshsinα,sinh]，因为顶点相对于太阳的位置在一天中是不断变化的，只有面向太阳的一面能接收到太阳辐射，因此在t时刻顶点p的太阳辐射度可以通过Ls＝I*(VN.(P-S))cos(t*2*pi/48),其中I是由于太阳辐射引起的实体的黑体辐射强度。

在一些实施方式中，本发明公开的用于模拟器视景的红外仿真方法可利用视景驱动软件VegaPrime实现。具体的，在图1所公开的用于模拟器视景的红外仿真方法中，步骤S2-S5可在视景驱动软件VegaPrime中进行。在VP当中要调用Shader语言，首先要建立Shader初始化环境，然后根据需实行并行计算的对象的不同，建立不同的Shader程序，再根据实际情况进行调用。需要注意的是，绑定shader的过程要在vpApp：：configure执行后进行。基于此，利用shader程序着色具体包括如下步骤：

步骤1：定义shader程序，利用GLSL语言编写shader程序，通过shader工厂创建shader指针，将需要执行的shader程序文件名与shader指针关联。分别建立不同实体部件的顶点、shader程序和像素shader程序，他们所关联的是不同的执行代码。

步骤2：定义shader中需要输入的外部参数，在红外辐射计算过程中，需要大量的外部输入量，包括计算辐射值步骤S51中普朗克值Planck，步骤S52中的太阳与顶点相对位置PS，温度、大气参数、时间，这些输入量的数据类型各不相同，需在VP中根据不同的数据类型进行相应的转换后传递给GLSL程序使用。

步骤3：利用shader工厂创建一个shaderProgram，在shaderProgram中指定所需要的shader语言为GLSL，并将第一步建立的顶点shader程序和像素shader程序插入到shaderProgram中。

步骤4：计算最终辐射量，进行着色。完成Shader的初始化后，需要在实体、特效和大地形上实施不同的Shader程序。实体Shader程序主要计算太阳辐射能和实体自发热的辐射能后为模型着色；特效Shader程序主要计算自身辐射能后通过Sample变量传递给特效贴图进行着色，计算后贴图的Alpha值要与原来的一样。大地形Shader程序主要计算太阳辐射能后为地物纹理着色。

可见，本发明提供了一种用于模拟器视景的红外仿真方法，本方法选用VegaPrime(简称VP)作为视景驱动引擎，利用shader语言实现了场景中三类主要实体的红外辐射计算，构建了大型的红外仿真场景。本方法具有广泛的工程应用价值，目前已应用在多个型号的飞行模拟器上。同时该方法也可与其他视景驱动引擎结合使用，推广应用前景广阔。

参见图2所示，本发明还公开了一种用于模拟器视景的红外仿真系统，包括：模型预处理模块1、初始化模块2、编写模块3、绑定模块4和计算着色模块5。

模型预处理模块1，配置用于获取实体的3D模型，并根据3D模型的发热源部件，进行模型的预处理。

初始化模块2，配置用于基于预处理后的3D模型，建立shader程序的初始化环境。

编写模块3，配置用于建立不同3D模型的shader程序，针对3D模型有无内热源，编写相应的shader程序。

绑定模块4，配置用于将预处理后的3D模型与shader程序绑定。

计算着色模块5，配置用于获取3D模型上的实体部件的实时温度、着色目标截面的面积、相对于太阳的位置、以及当前的时间信息，利用shader程序计算实体部件的红外辐射量，并在3D模型上输出相应的着色效果。

本实施例的用于模拟器视景的红外仿真系统的具体实施方式与上述用于模拟器视景的红外仿真方法的具体实施方式基本一致，在此不再赘述。

本发明还公开了一种用于模拟器视景的红外仿真装置，包括处理器和存储器；其中，所述处理器执行所述存储器中保存的用于模拟器视景的红外仿真程序时实现如上文任一项所述用于模拟器视景的红外仿真方法的步骤。

进一步的，本实施例中的用于模拟器视景的红外仿真装置，还可以包括：

输入接口，用于获取外界导入的用于模拟器视景的红外仿真程序，并将获取到的用于模拟器视景的红外仿真程序保存至所述存储器中，还可以用于获取外界终端设备传输的各种指令和参数，并传输至处理器中，以便处理器利用上述各种指令和参数展开相应的处理。本实施例中，所述输入接口具体可以包括但不限于USB接口、串行接口、语音输入接口、指纹输入接口、硬盘读取接口等。

输出接口，用于将处理器产生的各种数据输出至与其相连的终端设备，以便于与输出接口相连的其他终端设备能够获取到处理器产生的各种数据。本实施例中，所述输出接口具体可以包括但不限于USB接口、串行接口等。

通讯单元，用于在用于模拟器视景的红外仿真装置和外部服务器之间建立远程通讯连接，以便于用于模拟器视景的红外仿真装置能够将镜像文件挂载到外部服务器中。本实施例中，通讯单元具体可以包括但不限于基于无线通讯技术或有线通讯技术的远程通讯单元。

键盘，用于获取用户通过实时敲击键帽而输入的各种参数数据或指令。

显示器，用于运行用于模拟器视景的红外仿真过程的相关信息进行实时显示。

鼠标，可以用于协助用户输入数据并简化用户的操作。

本发明还公开了一种可读存储介质，这里所说的可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动硬盘、CD-ROM或技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质。可读存储介质中存储有用于模拟器视景的红外仿真程序，所述用于模拟器视景的红外仿真程序被处理器执行时实现如上文任一项所述用于模拟器视景的红外仿真方法的步骤。

综上所述，本发明采用shader语言来实现红外仿真过程，有效的提高了仿真精度和速度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。

同理，在本发明各个实施例中的各处理单元可以集成在一个功能模块中，也可以是各个处理单元物理存在，也可以两个或两个以上处理单元集成在一个功能模块中。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的用于模拟器视景的红外仿真方法、系统、装置及可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于模拟器视景的红外仿真方法，其特征在于，包括：

获取实体的3D模型，并根据3D模型的发热源部件，进行模型的预处理；

基于预处理后的3D模型，建立shader程序的初始化环境；

建立不同3D模型的shader程序，针对3D模型有无内热源，编写相应的shader程序；

将预处理后的3D模型与shader程序绑定；

获取3D模型上的实体部件的实时温度、着色目标截面的面积、相对于热源的位置、以及当前的时间信息，利用shader程序计算实体部件的红外辐射量，并在3D模型上输出相应的着色效果。

2.根据权利要求1所述的用于模拟器视景的红外仿真方法，其特征在于，所述获取实体的3D模型，并根据3D模型的发热源部件，进行模型的预处理，包括：获取实体的3D模型，根据实体的3D模型内部是否有发热源分解模型部件，将有发热源的模型部件分离成模型的子节点；

根据不同子节点材质发射率的不同，利用图像处理软件制作材质纹理；

在实体的3D模型的纹理库中添加材质纹理；

将新加入的材质纹理设置为模型纹理的Layer1层，原有的可见光纹理为模型纹理的Layer0层；

将可见光纹理的UV映射赋给材质纹理，输出具有多重纹理的3D模型。

3.根据权利要求1所述的用于模拟器视景的红外仿真方法，其特征在于，所述获取3D模型上的实体部件的实时温度、着色目标截面的面积、相对于热源的位置、以及当前的时间信息，利用shader程序计算实体的红外辐射量，并在3D模型上输出相应的着色效果，包括：

获取3D模型上的实体部件的实时温度、着色目标截面的面积，基于普朗克定律公式计算相应实体的辐射量；

获取相对于热源的位置和当前的时间信息，基于眼点坐标系计算太阳辐射量；根据实体的辐射量和太阳辐射量计算出实体的总辐射量；

将实体的总辐射量量化为灰度等级；

根据灰度等级，在3D模型上对相应的部件进行着色显示。

4.根据权利要求3所述的用于模拟器视景的红外仿真方法，其特征在于，所述获取3D模型上的实体部件的实时温度、着色目标截面的面积，基于普朗克定律公式计算相应实体的辐射量，包括：

获取3D模型上的实体部件的实时温度、着色目标截面的面积；

通过公式计算实体的辐射量L_I；

其中，λ为波长，T为实体温度，ε₁为实体的发射率；为普朗克定律公式，h、k、c1、c2均为普朗克常数遍历，c为光速，S1为着色目标截面的面积，θ₁为着色目标截面法向与观察方向的夹角。

5.根据权利要求4所述的用于模拟器视景的红外仿真方法，其特征在于，所述获取相对于热源的位置和当前的时间信息，基于眼点坐标系计算太阳辐射量，包括：

假设太阳的位置为S，飞机部件实体顶点p位置为P,表面法向量为N，黑体辐射强度为I，则在当前的时刻t，顶点p的太阳辐射度L_s用如下公式表示：

其中，t∈[0,24]，向量(P-S)＝[coshcosα,coshsinα,sinh]，α为太阳相对于观察点的方位角，h为太阳相对于观察点的高度角。

6.根据权利要求5所述的用于模拟器视景的红外仿真方法，其特征在于，所述根据实体的辐射量和太阳辐射量计算出实体的总辐射量，包括：

基于实体的辐射量L_I和太阳辐射量L_s，利用公式L＝L_I+Ls计算出实体的总辐射量L。

7.根据权利要求6所述的用于模拟器视景的红外仿真方法，其特征在于，所述将实体的总辐射量量化为灰度等级，包括：

根据公式计算出灰度等级G；

其中，L_min为辐射亮度的下限值，L_max为辐射亮度的上限值，G_min为量化灰度等级的下限值，G_max为量化灰度等级的上限值。