本发明属于红外数字场景仿真领域，具体涉及一种海洋红外场景定量仿真方法。
背景技术：
1、基于物理的渲染(physically based rendering,pbr)，这种渲染技术能够模拟光线与不同材质表面交互的真实物理过程，包括水面的反射和波纹效果。常用的水体流动和波浪效果使用了流体动力学模拟，这是一种计算流体(如水等)在不同条件下如何流动和变形的数学模型。该方法能够在三维场景仿真中实现船舶等目标在海洋场景中的交互效果，并模拟海浪翻涌流动等效果，使其能够一定程度上反应可见光谱段下的非定量视觉物理特性，从而增强人眼对仿真场景真实感。
2、基于物理的渲染技术具有以下缺陷：(1)pbr的计算密集型特性要求较高的硬件性能，这可能导致在低端设备上的性能瓶颈。(2)为了达到最佳渲染效果，pbr需要精确的材质属性和光照数据，这些数据的获取十分耗时且成本高昂。(3)pbr的实现复杂性对技术知识有较高要求，同时也会增加项目的开发时间和成本。跨平台实现时的一致性问题也是一个不容忽视的挑战，因为不同的软件和硬件平台可能会导致渲染结果的差异。在动态环境光照处理方面，pbr可能会遇到适应性问题，尤其是在实时变化的光照条件下。
技术实现思路
1、本发明提出了一种海洋红外场景定量仿真方法，解决了目前海洋红外场景定量仿真流程冗杂且算法复杂度过高，无法支持定量仿真的动态性、实时性差等问题，本发明可用于大规模场景仿真，为仿真提供符合红外辐射物理特性的仿真场景，能够为海面目标红外特性模拟、红外目标探测技术评估和目标热尾迹跟踪识别等应用提供可信的仿真背景。
2、实现本发明的技术解决方案为：一种海洋红外场景定量仿真方法，步骤如下：
3、步骤1、使用三维图形学引擎搭建仿真场景，场景包含海面、海谱参数、温度分布纹理、光谱发射率纹理。
4、步骤2、基于搭建的仿真场景，结合海洋的物理特性，设计顶点着色器用于计算海洋高度场，设计海洋材质着色器。
5、步骤3、确定仿真场景的红外谱段和谱段细分度，通过温度分布纹理计算得到离散谱段辐射亮度，即温度-辐射亮度映射纹理。
6、步骤4、通过离散谱段辐射亮度l(λ～λ+δλ)bb以及光谱发射率纹理，得到指定谱段的辐射亮度。
7、步骤5、结合海洋的海谱参数，经由海洋材质着色器将辐射亮度海面辐射亮度附着在海面模型的正确位置，并使其随时间变化。
8、本发明与现有技术相比，其显著优点在于：本发明能够快速生成大范围海面仿真红外场景。相较于其他可见光海面仿真，所得仿真图像或图像序列反映的红外谱段的辐射亮度为真实物理量，且仿真流程符合真实的物理过程，具有更高的物理真实性。能够通过设定参数灵活管理海况的变化，并且通过引入波浪之间的交互效应，以模拟波浪更复杂的行为，相较于其他复杂且耗时的海洋仿真方法，本发明保证了仿真渲染的实时性并能够实现交互式应用，在实现时更加灵活、高效和逼真。与此同时，计算结果具有较高的真实度、可信度，适用于追求辐射度学物理真实性的红外仿真场景。
1.一种海洋红外场景定量仿真方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的海洋红外场景定量仿真方法，其特征在于，步骤2中，基于搭建的仿真场景，结合海洋的物理特性，设计顶点着色器用于计算海洋高度场，设计海洋材质着色器，具体如下：
3.根据权利要求2所述的海洋红外场景定量仿真方法，其特征在于，步骤3中，确定仿真场景的红外谱段和谱段细分度，通过温度分布纹理计算得到离散谱段辐射亮度，即温度-辐射亮度映射纹理，具体如下：
4.根据权利要求3所述的海洋红外场景定量仿真方法，其特征在于，步骤3-1中，根据普朗克黑体辐射公式，得到黑体的光谱辐射出射度mλbb：
5.根据权利要求4所述的海洋红外场景定量仿真方法，其特征在于，步骤3-2中，根据计算谱段辐射的需求，计算离散谱段辐射出射度m(λ～λ+δλ)bb，即光谱辐射值在细分谱段上的积分：
6.根据权利要求5所述的海洋红外场景定量仿真方法，其特征在于，步骤3-3中，将海面视为朗伯面，根据辐射出射度与辐射亮度的关系，得到离散谱段辐射亮度l(λ～λ+δλ)bb：
7.根据权利要求6所述的海洋红外场景定量仿真方法，其特征在于，通过离散谱段辐射亮度l(λ～λ+δλ)bb以及光谱发射率纹理，得到指定谱段的辐射亮度。
