动态红外烟幕仿真方法研究

论文摘要

随着红外技术和计算机技术的发展,红外烟幕仿真已经成为一个重要的研究课题。本文根据烟幕的物理模型和粒子系统理论,对红外烟幕的干扰效果进行了模拟仿真。首先,本文对红外烟幕的消光模型、大气扩散模型和温度衰减模型进行了理论分析;接着,对目前国内外烟幕模拟的方法做了分析和总结,基于现有的粒子系统理论,结合Billboard以及纹理映射技术,给出了优化的粒子系统模型;其次,利用OGRE粒子系统效果器,模拟了简单风场对烟幕扩散的影响;最后,利用GPU（Graphic Processing Unit:图形处理器）可编程渲染管线技术、Billboard纹理映射和改进的粒子系统模型,结合OGRE（Object-Oriented Graphics Rendering Engine）渲染引擎,实现了动态红外烟幕的模拟仿真。文章最后给出了具体实现算法以及仿真得到的干扰效果图像,并对仿真结果做出了评价和分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及重要意义
• 1.2 国内外发展状况
• 1.2.1 国内外烟幕技术的现状和发展趋势
• 1.2.2 烟幕模拟方法的现状及发展趋势
• 1.3 本文的研究内容
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 论文结构
• 1.3.3 本文特色
• 第二章 红外烟幕物理模型的建立
• 2.1 烟幕干扰红外成像制导武器的原理
• 2.2 红外烟幕消光理论
• 2.3 红外烟幕消光模型
• 2.3.1 朗伯－比尔定律
• 2.3.2 群体粒子透过率计算
• 2.4 烟幕的大气扩散
• 2.4.1 高斯扩散模式
• 2.4.2 随机游动扩散模式
• 2.4.3 两种扩散模式的比较与选择
• 2.5 温度对烟幕模拟的影响
• 2.6 小结
• 第三章 红外烟幕三维模型的建立
• 3.1 粒子系统建模与基本理论
• 3.1.1 粒子系统基本理论
• 3.1.2 粒子系统的基本模型
• 3.2 粒子系统优化方法
• 3.2.1 粒子重用技术
• 3.2.2 Billboard 与纹理映射技术
• 3.3 风场模型的建立与实现
• 3.4 小结
• 第四章 基于OGRE 渲染引擎的红外烟幕实现
• 4.1 OGRE 渲染引擎介绍
• 4.1.1 OGRE 基本框架与粒子系统仿真流程
• 4.1.2 OGRE 粒子系统模块
• 4.2 可编程三维图形渲染技术
• 4.2.1 GPU 硬件实时渲染的优势
• 4.2.2 可编程图形渲染技术与红外烟幕生成
• 4.3 动态红外烟幕仿真
• 4.3.1 基于烟幕物理模型的OGRE 粒子系统
• 4.3.2 实时烟幕渲染仿真流程图
• 4.3.3 仿真结果分析
• 4.4 小结
• 第五章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果