红外环境是指战场状态下各种目标对象所处的红外辐射环境,包括太阳辐射、目标自身辐射以及其它背景辐射。对于红外系统而言,其性能指标主要取决于目标本身的红外辐射特征和周围复杂环境的红外辐射特征以及它们之间的对比度,而这些因素又会受到地理位置、气象条件和季节以及一天中的具体时间的影响。利用计算机对红外武器系统进行仿真,不仅可用于系统的设计、分析、训练、测试和评估,而且具有方便、安全、低耗等优点,在科研和生产中都具有重要作用和意义。论文研究了国内外红外仿真技术发展情况以及红外辐射和红外系统的基本理论知识,详细分析了大气中红外辐射传输的各种影响因素,考虑了水平方向上大气分子分布可变的情况,并基于MODTRAN4建立了一个三维大气辐射传输模型,给出了视程上大气透过率、程辐射和单次散射太阳辐射的计算方法。此外,论文还研究了红外成像仿真中目标与背景红外图像合成的重要技术问题,详细阐述了外部渲染方法的设计思想,并介绍了几种典型情况下通过外部渲染方法建立红外场景仿真时对目标进行分割和聚合的方式,最后给出了外部渲染方法的图像合成处理算法。在课题研究过程中,重点解决了目标与背景红外辐射图像的合成处理以及红外辐射大气传输效应的计算等问题,并在JMASE的基础上,根据当前红外仿真系统的需求,改进了JMASE红外模块中辐射信号的计算与管理机制,进一步提高了JMASE中红外成像仿真的可信度和逼真度以及方便了用户对于仿真的开发。论文还通过一个仿真实例演示了红外环境仿真系统中各仿真模型的开发过程,并且通过对仿真结果的分析,对该渲染方法进行了验证。