[发明专利]海面舰船尾迹实时动态红外仿真方法

权利要求书

1.一种海面舰船尾迹实时动态红外仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)采用LOD方法和FFT方法生成动态海面几何模型；

(b)生成舰船开尔文尾迹几何模型；

(c)基于Cox-Munk模型生成海面太阳反射模型；

(d)生成舰船红外热尾迹几何模型；

(e)在所述动态海面几何模型上依次叠加所述开尔文尾迹几何模型、所述太阳反射模型、所述舰船红外热尾迹几何模型。

2.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，步骤(a)包括：

(a1)采用所述LOD方法，生成海面的平面网格；

(a2)采用所述FFT方法，根据所述平面网格建立海面高度场；

(a3)对所述海面高度场进行海水渲染以生成所述动态海面几何模型。

3.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，步骤(b)包括如下步骤：

(b1)根据舰船Wigley模型生成所述开尔文尾迹几何模型函数；

(b2)根据所述舰船的长度受到水的粘滞作用修正所述开尔文尾迹几何模型函数。

4.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，步骤(d)包括如下步骤：

(d1)对所述动态海面几何模型上的目标舰船进行判断，当所述目标舰船运动时，开启粒子系统；

(d2)以所述目标舰船的尾部建立笛卡尔坐标系，在原点处产生定义为液体状态的粒子，设置所述粒子的几何参数与温度参数以实现所述舰船红外热尾迹几何模型的生成。

5.根据权利要求4所述的仿真方法，其特征在于，所述几何参数满足单位体积内的所述粒子密度为1。

6.根据权利要求4所述的仿真方法，其特征在于，所述温度参数满足所述粒子温度从舰船尾部的发射点到20倍舰船长度区间内服从高斯随机分布，所述高斯随机分布的温度均值为所述海面表层温度减去0.2℃，其温度方差为0.03℃。

7.根据权利要求4所述的仿真方法，其特征在于，所述粒子系统包括：粒子发射器、效应器以及图像渲染器。

8.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述舰船红外热尾迹模型长L和宽W满足：

9.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，步骤(e)包括：

(e1)将所述海面几何模型和所述开尔文几何模型进行叠加得到第一几何模型；

(e2)将所述第一几何模型传入GPU顶点着色器得到第二几何模型；

(e3)将所述第二几何模型、相机与光源信息传入GPU的片段着色器，根据所述太阳反射模型计算反射和辐射能量，将所述反射和辐射能量与海面热辐射能量叠加，得到海面红外辐射亮度模型；

(e4)将所述海面红外辐射亮度模型与所述舰船红外热尾迹几何模型进行叠加，以获得所述海面舰船尾迹实时动态红外仿真结果。

10.根据权利要求9所述的仿真方法，其特征在于，步骤(e2)包括：将所述第一几何模型的所有几何顶点传入GPU的顶点着色器中进行坐标变换、图元装配、光栅化和插值处理得到第二几何模型。