红外技术在军事和民用领域的广泛应用,使得红外仿真技术具有重要的研究价值和广泛的应用背景。通过红外仿真技术,能够低成本快速地获取不同时间不同环境条件下的红外图像,有效地缩短了系统研发测试的时间周期和成本。仿真得到的红外图像应用于算法验证、作战训练、系统演示等各个方面,相比于真实的红外图像采集设备,仿真系统具有更强的交互性,能够灵活地满足需求的多变性。作为真实图像的替代,仿真图像的真实度决定其应用价值,提高仿真真实感的研究具有重要意义。通过对影响红外仿真质量的因素进行分析,从仿真模型的正确性、建模的精细度和探测器效应三个方面进行了相应的研究工作。仿真模型方面,改进了现有温度场模型,采用了基于地物分类的温度场模型,对地物背景的常见表面类型进行了划分,针对不同的类型采用相应的温度场模型,使其更符合材质的特性。建模的精细度方面,针对目前存在的建模精细度不足,图像细节不够丰富的问题,提出了可见光纹理调制方法,加强仿真图像的纹理细节;利用表面法向量扰动方法,提高粗糙表面的仿真细节信息;利用三维有限元计算,对目标实体进行更精细的温度场计算。探测器效应方面,提出了增益控制量化阈值调节方法,提高图像的量化细节。针对不同的探测器成像效应,选取了相应的模型进行建模。对常用的图像质量评价方法进行了归纳总结,并选取几种基于不同原理的具有代表性的评价方法,对其应用于红外仿真图像质量评价的适用性及可靠性进行了评估,并利用复小波结构相似度评价方法对本文的仿真结果进行了评价分析。与商业软件Vega的结果进行了对比分析,并实际采集了真实的温度场和典型的红外图像,与仿真结果进行比较。实验表明,仿真图像的纹理细节和探测器效应是影响仿真质量的重要因素,文中提出的方法能够提高仿真图像的真实度。