一種基于osg的紅外目標(biāo)亮度修正方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于紅外場(chǎng)景仿真【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于OSG的紅外目標(biāo)亮度修正方法。本發(fā)明計(jì)算目標(biāo)上可見三角面元在屏幕上的投影坐標(biāo)，根據(jù)目標(biāo)上可見三角面元亮度、可見三角面元投影面積、屏幕總像素，用所有落在某個(gè)像素內(nèi)面元的加權(quán)亮度求取該像素的亮度。本發(fā)明的方法避免圖形走樣，能夠模擬逼真的三維紅外場(chǎng)景，為制導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)引頭的性能評(píng)估提供了可靠的圖像源。
【專利說(shuō)明】—種基于OSG的紅外目標(biāo)亮度修正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于紅外場(chǎng)景仿真【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于OSG的紅外目標(biāo)亮度修正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)紅外場(chǎng)景仿真系統(tǒng)主要基于美國(guó)VEGA視景平臺(tái)來(lái)進(jìn)行開發(fā)。作為進(jìn)口商業(yè)軟件，無(wú)法對(duì)其內(nèi)部的模塊進(jìn)行修改和調(diào)整。使用開源的渲染引擎OSG進(jìn)行紅外場(chǎng)景的仿真開發(fā)能夠大大減少開發(fā)者的工作量，讓開發(fā)者把注意力集中在仿真的場(chǎng)景內(nèi)容，而不必糾纏于底層復(fù)雜的三維圖形API，相對(duì)于VEGA視景平臺(tái)具有明顯優(yōu)勢(shì)。
[0003]但是由于OSG默認(rèn)光線跟蹤算法與實(shí)際紅外成像算法并不完全一致，直接使用可能會(huì)產(chǎn)生圖形的走樣，影響圖像準(zhǔn)確性。
[0004]對(duì)于小于像素尺寸的圖形對(duì)象:
[0005]一方面，如果圖形對(duì)象未能覆蓋像素中用于計(jì)算其亮度的像素中點(diǎn)，則這個(gè)對(duì)象將不會(huì)顯示出來(lái)，對(duì)于實(shí)時(shí)場(chǎng)景就會(huì)出現(xiàn)目標(biāo)忽隱忽現(xiàn)、閃爍跳躍的現(xiàn)象，如圖1所示。圖1是一個(gè)小目標(biāo)動(dòng)畫序列中的三幅畫。如果像素的屬性由其中心決定，則在第一幀中，這個(gè)小目標(biāo)是不可見的，在第二幀小目標(biāo)可見，但第三幀又不可見。這樣，小目標(biāo)給人的感覺不是在緩慢地連續(xù)前進(jìn)，而是一明一暗地在閃爍。
[0006]另一方面，如果圖形對(duì)象覆蓋了像素中用于計(jì)算其亮度的那一點(diǎn)，它將不恰當(dāng)?shù)卮碚麄€(gè)像素的亮度，如圖2所示:(I)當(dāng)目標(biāo)距離視點(diǎn)比較近或視場(chǎng)比較小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)圖2(a)所示目標(biāo)單個(gè)三角面元投影到屏幕多個(gè)像素上的情況，即目標(biāo)上面元Sab。的投影Sabc包含多個(gè)像素。對(duì)于完全包含在Sabc內(nèi)的像素，顯示結(jié)果不會(huì)有問題，因?yàn)檎麄€(gè)像素亮度一致，所以可以用像素中心亮度表示整個(gè)像素亮度。(2)但當(dāng)目標(biāo)距離視點(diǎn)比較遠(yuǎn)或視場(chǎng)比較大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)圖2 (b)所示屏幕上單個(gè)像素對(duì)應(yīng)目標(biāo)多個(gè)三角面元的情況，即目標(biāo)上面元Sab。的投影Sabc只占整個(gè)像素的一部分(假設(shè)Sabc包含像素中心)。這時(shí)再用像素中心亮度表示整個(gè)像素亮度就會(huì)出現(xiàn)問題，因?yàn)橥队奥湓谙袼仄渌糠值娜敲嬖牧炼炔灰欢ㄅc面元Sabc的亮度一樣。對(duì)于這種情況，只要像素內(nèi)投影的三角面元亮度值不一致，最后都需要對(duì)像素顯示的亮度值做相應(yīng)修正。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題為:現(xiàn)有技術(shù)中的紅外場(chǎng)景仿真方法由于亮度值不準(zhǔn)確，易導(dǎo)致圖形走樣，影響圖像準(zhǔn)確性。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述:
[0009]一種基于OSG的紅外目標(biāo)亮度修正方法，包括以下步驟:計(jì)算目標(biāo)上可見三角面元在屏幕上的投影坐標(biāo)，設(shè)目標(biāo)總面元數(shù)為m，屏幕總像素為n，某可見三角面元面積為Si,亮度為L(zhǎng)i,其在屏幕上投影面積為Spi, Spi落在像素j內(nèi)的面積用Spij表示，所有落在像素j內(nèi)的面積用Stj表示，用所有落在像素j內(nèi)面元的加權(quán)亮度求取像素j的亮度，則像素j的亮度PI^為:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種基于OSG的紅外目標(biāo)亮度修正方法，其特征在于:包括以下步驟:計(jì)算目標(biāo)上可見三角面元在屏幕上的投影坐標(biāo)，設(shè)目標(biāo)總面元數(shù)為m，屏幕總像素為n，某可見三角面元面積為Si,亮度為L(zhǎng)i,其在屏幕上投影面積為SPi，Spi落在像素j內(nèi)的面積用Spij表示，所有落在像素j內(nèi)的面積用Stj表示，用所有落在像素j內(nèi)面元的加權(quán)亮度求取像素j的亮度， 則像素j的亮度PI^為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于OSG的紅外目標(biāo)亮度修正方法，其特征在于:考慮大氣透過率T和路徑輻射O的影響，像素j的亮度PLj為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于OSG的紅外目標(biāo)亮度修正方法，其特征在于:在計(jì)算目標(biāo)上可見三角面元在屏幕上的投影坐標(biāo)之前，剔除背面面元和被遮擋面元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于OSG的紅外目標(biāo)亮度修正方法，其特征在于:剔除背面面元時(shí)，計(jì)算面元法向量與視向夾角a ,若a>90°，則判斷為背面，直接剔除該面元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于OSG的紅外目標(biāo)亮度修正方法，其特征在于:剔除被遮擋面元時(shí)，從視點(diǎn)向三角面元頂點(diǎn)引三條線段，利用沖突檢測(cè)技術(shù)，當(dāng)三條線段中任意線段與其他面元相交，判斷其為被遮擋面元，予以剔除。
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK103559682SQ201310436747
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】黃建峰, 范小禮, 王俊 申請(qǐng)人:北京環(huán)境特性研究所