[发明专利]一种非朗伯面目标红外散射特性的并行计算方法

权利要求书

1.一种非朗伯面目标红外散射特性的并行计算方法，其特征在于，按照以下 步骤进行：

步骤1：使用3DMAX软件完成目标的几何建模，并对模型表面进行三角形 面元的剖分，使模型表面由若干个三角形构成；

建模时选定目标坐标系，x轴指向头部，y轴指向侧面，z轴竖直向上，k_i， k_s分别为背景辐射亮度入射向量、散射向量，建模完成后对模型表面进行三角形 面元的剖分，使模型表面由若干个三角形构成；

步骤2：选择五参数BRDF模型对目标表面材料进行光谱BRDF建模，定义 如下

式中，k_b表示样片表面BRDF的相干散射分量，k_d表示非相散射干分量，θ_i，θ_s， 分别为入射天顶角，散射天顶角和相对方位角，是样 片表面小面元法线的分布函数，exp[b·(1-cosγ)^a]是菲涅耳反射函数的近似描 述，是遮蔽函数，k_b，k_d，k_r，a，b为待定参数：k_b和k_d分别 反映相干和非相干散射分量的大小，与样片表面的粗糙度和反射率有关，k_r反映 样片表面的斜率分布，与样片表面的粗糙度和纹理分布有关；a和b均反映样片 表面的菲涅耳反射函数，与样片的折射率有关；

步骤3：根据目标坐标系建立面元坐标系，其中，面元的法线方向定为面元 坐标系的z轴，z轴与背景辐射亮度入射向量k_i叉乘获得y轴，y轴与z轴叉乘 获得x轴，这样定义使得入射方位角恒为0°，散射方位角即为相对方位角，背 景辐射亮度入射向量k_i、散射向量k_s与z轴的夹角为面元坐标系中入射天顶角、 散射天顶角，将k_s投影到xoy平面绕x轴逆时针旋转的角度即为相对方位角；

步骤4：将入射、散射向量从目标坐标系中转换到面元坐标系中，获得某个 面元对所有入射方向的背景辐亮度的散射

通过对波长积分，可获得该面元在λ₁～λ₂波段内的散射亮度：

对所有的可见面元进行叠加，即可获得目标在方向的总的散射亮度：

式中，(S_kcosθ′_s)为某面元在方向的投影面积；

式中，是小面元的BRDF，θ′_s，θ′_i，分别为面元坐标系内的散 射天顶角、入射天顶角、相对方位角，是方向入射的波长为λ的 背景辐亮度,立体角

2.按照权利要求1所述的非朗伯面目标红外散射特性的并行计算方法，其特 征在于，考虑到目标对不同方向入射的背景辐射的计算具有并行性，使用一个线 程计算目标对一个方向入射的背景辐射的散射，然后进行叠加完成并行计算。