特种车辆迷彩伪装交互式数据库的建立与研究

王艺

摘要：本文着重研究特种车辆变形/数码迷彩数据库。针对我国复杂的地形地貌和环境变化，现有的迷彩色彩体系尚需完善，为此结合第一代迷彩色彩标准，研究制作出一套新的变形/数码迷彩数据图库，将不同地区、气候、季节对应的不同迷彩更加细化，色彩比例更加合理，以适用于我国各种地形、天气等环境现状，提供相关标准制定的参照。

关键词：交互式数据库；数字迷彩；伪装技术

战术车辆在执行任务中会面临不同的季节、环境、地貌和地况等诸多复杂的情况，迷彩涂装伪装的根本法则和目的是使战术车辆与不同的环境和地貌的颜色差别达到最低限度，从而满足其隐蔽性要求。本研究通过特种车辆机器人柔性智能涂装技术与系统，达到高级伪装效果和实现紧急情况快速涂装，主要从以下方面进行研究：

根据不同季节、环境、地貌、地况等诸多复杂因素，迷彩斑点单元形状、尺寸、色彩要进行相应变化。本研究根据各地区不同地域条件和环境因素，进行与之相匹配的迷彩伪装研究。加入在不同天气变化、特种树木掩盖、临时场景等微观情况、微弱变化下的具体特征，实现高级伪装效果。积累不同地域不同环境因素下的研究数据，整合成为能够快速投入使用的变形迷彩数据库信息。

1.项目具体研究方法

利用CMF框架结构，在Visual Studio平台上通过计算机图形学的运用，使用OpenGL生成基于国家迷彩标准的特种车辆外观迷彩图案，将三维模型通过C++导入程序中，使迷彩图案与三维模型结合产生效果图，同时使用C++实现此系统功能，最终生成特种车辆的数字化涂装方案。

2.项目具体研究目标

本研究通过数字化迷彩图形程序的制作与迷彩数据库的建立，实现紧急情况下特种车辆迷彩图案的快速自动生成，且所形成的迷彩图案能与背景高度融合，达到高级伪装效果。

3.主要研究内容

3.1适用于我国各种地形、环境、季节等背景的特种车辆变形/数码迷彩数据库。

3.1.1基于HIS空间色彩体系制作相关的迷彩颜色。

根据不同地区的地域性差异以及天气季节的变化，调整迷彩颜色的Hue色调、Intension强度及Saturation 饱和度等，绘制出与背景颜色匹配的迷彩颜色。总结迷彩伪装应用地点的详细特征后，将国家标准参数（GJB 4004-2000）输入迷彩伪装数据库，得到与之相匹配的迷彩斑点单元形状、尺寸和色彩。

3.1.2基于平面构成原理制作迷彩图案。

基于平面构成原理制作不规则的曲线轮廓以及网格状图案，使中间色斑点与对比色斑点在装备上交错配置，设计相关迷彩斑点使其在800～3000m的目视距离下实现隐蔽功能。

3.2借助Visual Studio平台，利用MCF框架制作出特种车辆涂装方案自动生成的相关程序。

3.2.1基于计算机图形学的迷彩图形自动生成。

根据国家迷彩标准，军方需求与作战环境，选择与之相匹配的颜色种类与颜色比例等设计参数作为输入端的限定条件，利用OpenGL，调用相关随机函数生成与之对应的迷彩图形。

3.2.2基于C++计算机语言的三维模型导入程序。

将特种车辆的三维模型利用C++读取顶点、面片等转化成计算机语言导入程序中，与生成的迷彩图形结合得到附有迷彩图案的三维模型，即特种车辆涂装方案。

3.2.3基于C语言的功能实现。

利用C语言对整个程序的功能进行把控，提升程序操作的可用性，让涂装方案的生成更加快捷方便，增加人机交互界面的实用性。具体如图所示。

3.3伪装涂料的功能性。

3.3.1涂料特点需求

涂料为适合紧急情况发生，应具备易干、易覆盖性质，色彩保持程度应至少达到一年，方可达到军需要求。

3.3.2涂料原料的选用

传统迷彩伪装涂料存在以下一些不足：

a.附着力不高，易出现开裂、翘皮和分层脱落现象；

b.抗压和耐磨性能不好，难以承受大负荷装备的反复碾压；

c.抗紫外线能力不强，易褪色；

d.耐酸堿能力不强。由此导致迷彩涂料在使用很短时间后就需要重新涂刷，既浪费人力物力，又容易暴露重要目标。

3.3.3多功能涂料伪装效果的影响因素

涂层发射率不仅与原漆性能有关，而且还与成膜后涂层的表面状态有关。具体来说，涂层的辐射特性与其透过性、反射性、表面粗糙度以及环境的温/湿度、基底涂层等因素有密切关系。在特定条件下，这些因素甚至会对涂层的发射率有非常重要的影响。

4.项目创新点总结

提出一种利用计算机图形学自动生成迷彩图案的技术方法，此技术不同于传统人工设计迷彩图案的方法，它通过C++读取特种车辆三维模型数据，结合相关设计参数快速自动生成前后左右顶五个面的数字化涂装方案，并且在国家迷彩标准的基础上，保证迷彩图形生成多样化，提高图案设计效率。

5.考核指标及评测手段/方法：

迷彩图案自动生成范围不小于10.0m×3.5m×3.0m；在国家迷彩标准的基础上，保证迷彩图形生成的多样化，且能够与背景高度融合，在800～3000m的目视距离下实现隐蔽功能；迷彩图案自动生成效率较人工设计迷彩图案效率提升10倍以上。（一辆车的迷彩图案自动生成时间不超过3～4小时，人工设计迷彩图案大约3～4天。）