现阶段红外场景仿真系统中主要关注于目标本征辐射，比较缺乏目标对环境辐射反射的精细建模与仿真，这严重地影响了仿真场景的真实性，也制约了其在红外成像制导武器的设计和评估、红外目标识别和跟踪制导训练等军事领域的应用。本文针对实时红外场景中反射特性的建模进行探索和研究，实现基于GPU的中波和长波目标对环境辐射的反射仿真。首先，从探测器成像原理出发，介绍红外反射理论，通过Modtran计算，分析中波和长波的环境辐射特性。其次，对比研究各种反射模型，找到适用于实时仿真的Schlick BRDF模型，通过实验和理论计算分析反射特性和环境辐射在仿真中的影响，建立波段反射计算模型。然后，提出一种基于GPU编程的反射特性仿真方法，并对本文应用的反射模型进行计算和仿真验证。最后，在基于OGRE的红外场景仿真平台上，实现实时红外反射特性仿真，进一步完善此仿真框架。为满足仿真的实时性，本文对环境辐射、材质参数、积分数据等各种数据预先生成，以纹理的形式保存下来，通过GPU快速采样极大地减小了因加入反射计算而导致帧频下降的问题。仿真结果表明本文的方法在较小地损失仿真效率的前提下，有效地提高了仿真的真实性。