红外成像仿真技术对于精确制导武器的研制具有十分重要的意义。本文主要研究的是海天背景和目标红外成像实时仿真。内容涉及以下几个方面:海天背景几何建模、无人飞行器及其尾焰的几何建模、海天背景红外辐射离线建模、无人飞行器蒙皮及其尾焰的红外辐射离线建模以及基于纹理图像和相应红外辐射数据融合的具有真实感纹理的红外图像生成等。海天背景及目标几何建模是红外成像仿真的基础。本文采用基于统计模型的海面高程建模算法,并结合基于投影网格的海面网格生成算法,实现了支持任意漫游的无限大海面。此外,还对投影网格做出了适当的改进;在分析了传统天空建模方法的基础上,提出了自适应圆形天空顶建模方法;在目标建模方面,主要是提出了一种基于几何形状和粒子系统相结合的尾焰绘制方法。海天背景及目标红外辐射建模是红外成像仿真的核心。本文在红外辐射原理的基础上,通过对背景和目标作合理的假设,简化海天背景红外辐射模型、无人飞行器蒙皮红外辐射模型,使得能够离线预先计算这些模型,大大提高了仿真的实时性,并对其合理性进行了阐述。此外在实测的红外辐射数据基础上,简化了无人飞行器尾焰红外辐射模型。利用纹理图像调制其相应的红外辐射数据来融合得到具有真实感纹理的海天背景和无人飞行器尾焰红外辐射图像。将蒙皮辐射数据映射到灰度级来渲染得到蒙皮中间结果,然后通过逆映射得到无人飞行器蒙皮红外辐射图像。最后在海天背景红外图像基础上,按照一定准则叠加各个目标,并可模拟若干探测器成像特性,最终合成了海天背景和目标在红外波段下所成的像。