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海面红外场景仿真技术通过调用计算机CPU与图形硬件GPU对理论模型进行计算和渲染，能够模拟出真实度高、实时性强的动态海面场景，降低了科研机构在获取红外图像过程中的人力物力消耗，具有十分重要的研究价值。 本文分析了海面红外场景仿真技术的发展现状，根据现有仿真方法的不足，对海面建模方法进行了详细地对比分析，择优选择了基于海谱模型的海面建模方法，利用不同海谱模型，对海面红外场景进行了仿真，解决了海面红外场景仿真方法选择的盲目性。研究内容主要有以下几个方面： （1）对海面建模方法进行了分析研究。对比了五种常见海面建模方法：基于流体力学、几何模型、分形几何、粒子系统以及海谱模型五种方法，分析以上方法的优缺点，综合考虑计算速率与模拟效果的真实感，选择了基于海谱模型的建模方法，这种方法又分为线性叠加法和线性滤波法，利用这两种方法将PM谱、JONSWAP谱、Bretschneider谱转换成对应的海面高度场，并定量分析其生成效果与性能，结果表明，海谱模型中JONSWAP谱生成效果最佳，线性叠加法生成结果较好但速率较低，线性滤波法生成速率更快、更适用于大规模实时模拟环境。 （2）对海面红外辐射模型进行了研究。探测器接收到的辐射能量是由海面自身辐射能量、海面对环境反射的辐射能量以及大气辐射能量共同组成的。首先讨论了海面的发射率、反射率、粗糙海面双向反射率以及大气透过率，然后在此基础上，分析了海面自身辐射、海面对环境辐射的反射以及与大气传输辐射的特性，最后建立了红外辐射特性模型。 （3）重点研究了不同海谱模型在海面红外场景仿真中的应用价值。首先对所用的OGRE三维渲染引擎与纹理生成技术进行了介绍，接着给出了整个海面红外场景仿真的框架与流程，最后结合前文相关技术，实现了对不同条件下动态海面红外场景的仿真。对仿真结果进行分析，得到0-4级海况下，PM谱、JONSWAP谱、Bretschneider谱的适用范围以及这三种海谱模型对太阳反射、天空反射以及大气效应呈现效果的优缺点。