红外成像仿真是计算机仿真领域一个重要的研究方向。自然场景中常常存在大面积具有单一背景的区域，如沙漠、海面、草地等。对于这类景物，纹理生成是兼顾计算复杂度与视觉真实感的有效方法，也是目前的研究热点之一。面向自然场景的真实感红外仿真应用需求，开展大面积单一背景的红外纹理生成方法研究，具有非常重要的理论意义与实际应用价值。　　 本文以在图像平面直接生成具有真实感的景物红外纹理图像为目标，通过分析不同类型自然景物的红外纹理特点，重点从纹理结构建模与纹理灰度建模两方面开展研究，建立红外纹理生成模型。　　 论文的主要研究内容包括:　　 1.基于组分绘制的红外纹理生成方法:以土壤-植被混合型地表为例，分析影响其红外纹理的组分光谱特性、生长特征等因素。通过对混合地表中组分的空间分布和个体形态进行数学描述，完成纹理结构建模;根据混合地表与外界、地表内部各组分间的热辐射交换机理，建立红外辐射特性的耦合求解模型，完成纹理灰度建模。　　 2.基于骨架绘制的红外纹理生成方法:以地势高低起伏的自然地表为例，分析影响其红外纹理的地形、气象等因素。对反映地表地貌形态的纹理骨架线及其空间展布格局进行数学描述，完成纹理结构建模;考虑地形起伏对辐射能量、气象状况的影响建立热平衡方程，对起伏地表的红外辐射分布特性进行求解，完成纹理灰度建模。　　 3.基于轮廓绘制的红外纹理生成方法:以模糊不规则自然景物为例，首先对反映景物定性概念或基本形状的外部轮廓进行绘制，然后在轮廓内部填充具有某种物理属性的特征点。利用特征的空间相关性插值生成纹理细节，完成纹理结构建模;通过建立景物物理属性与光谱特性的关系，完成红外辐射特性计算。将红外辐射数据映射到图像灰度空间，得到纹理灰度的空间分布。　　 4.工程化实现红外场景仿真和自然景物的红外纹理生成:基于以上三种红外纹理生成方法，开发了实时红外纹理生成软件。工程化实现了草地、沙漠、山脉、云天背景等典型自然景物的红外纹理生成。将仿真红外纹理嵌入到红外场景仿真图像中，可以合成具有较强真实感的红外场景图像。