通过计算机视景仿真技术和图像处理技术可以模拟在轨光学相机观测空间目标的成像过程,生成仿真图像。一方面,通过仿真图像可以模拟各种观测环境下的观测结果,为空间目标探测和追踪技术研究提供充分的、灵活的数据源;另一方面,仿真技术可以模拟观测系统的各个参数对观测结果、观测性能的影响,为在轨相机的方案设计提供技术支持。这对空间目标观测、识别和追踪的相关研究具有重要意义。星载可见光相机观测空间目标的典型场景中包含空间目标、观测相机、恒星背景等天体,描述天体的几何信息需要统一的时间系统和坐标系统。通过欧拉角或四元数来表示目标和观测卫星的姿态。确定天体的相对位置和姿态后,结合相机参数分析目标的可见性。根据计算机图形学理论,实现三维场景的实时渲染。利用OpenGL提供的投影、矩阵堆栈结构等特性实现空间目标入射截面的快速计算和恒星背景的快速渲染;通过光照模型和光线追踪算法渲染空间目标,实现近距离观测、面目标成像仿真。并考虑算法实现的加速结构,提高仿真系统渲染效率。根据辐射理论分析可见光的辐射传递过程。计算空间目标反射的太阳光在相机入瞳出的辐照度,并结合相机物理参数,量化目标成像的像元灰度值。结合OpenGL渲染管线的特性与辐射理论,设计空间目标星载可见光相机成像仿真系统。通过3dsmax建立空间目标的精准三维模型,并且赋予材质属性;使用STK来预报被观测目标和相机的轨道参数并利用星表提供星空背景中恒星的位置、星等和自行等参数;依据辐射理论计算目标入瞳照度,并根据相机成像的物理模型量化像元灰度值;在OpenGL中建立星载可见光相机观测空间目标的场景,模拟星载可见光相机的观测效果。该仿真系统具有较高的仿真度和渲染速度,可以实现深空点目标和近距离面目标观测成像效果图的实时渲染。