特種車輛迷彩偽裝交互式數據庫的建立與研究

王藝

摘要：本文著重研究特種車輛變形/數碼迷彩數據庫。針對我國復雜的地形地貌和環境變化，現有的迷彩色彩體系尚需完善，為此結合第一代迷彩色彩標準，研究制作出一套新的變形/數碼迷彩數據圖庫，將不同地區、氣候、季節對應的不同迷彩更加細化，色彩比例更加合理，以適用于我國各種地形、天氣等環境現狀，提供相關標準制定的參照。

關鍵詞：交互式數據庫；數字迷彩；偽裝技術

戰術車輛在執行任務中會面臨不同的季節、環境、地貌和地況等諸多復雜的情況，迷彩涂裝偽裝的根本法則和目的是使戰術車輛與不同的環境和地貌的顏色差別達到最低限度，從而滿足其隱蔽性要求。本研究通過特種車輛機器人柔性智能涂裝技術與系統，達到高級偽裝效果和實現緊急情況快速涂裝，主要從以下方面進行研究：

根據不同季節、環境、地貌、地況等諸多復雜因素，迷彩斑點單元形狀、尺寸、色彩要進行相應變化。本研究根據各地區不同地域條件和環境因素，進行與之相匹配的迷彩偽裝研究。加入在不同天氣變化、特種樹木掩蓋、臨時場景等微觀情況、微弱變化下的具體特征，實現高級偽裝效果。積累不同地域不同環境因素下的研究數據，整合成為能夠快速投入使用的變形迷彩數據庫信息。

1.項目具體研究方法

利用CMF框架結構，在Visual Studio平臺上通過計算機圖形學的運用，使用OpenGL生成基于國家迷彩標準的特種車輛外觀迷彩圖案，將三維模型通過C++導入程序中，使迷彩圖案與三維模型結合產生效果圖，同時使用C++實現此系統功能，最終生成特種車輛的數字化涂裝方案。

2.項目具體研究目標

本研究通過數字化迷彩圖形程序的制作與迷彩數據庫的建立，實現緊急情況下特種車輛迷彩圖案的快速自動生成，且所形成的迷彩圖案能與背景高度融合，達到高級偽裝效果。

3.主要研究內容

3.1適用于我國各種地形、環境、季節等背景的特種車輛變形/數碼迷彩數據庫。

3.1.1基于HIS空間色彩體系制作相關的迷彩顏色。

根據不同地區的地域性差異以及天氣季節的變化，調整迷彩顏色的Hue色調、Intension強度及Saturation 飽和度等，繪制出與背景顏色匹配的迷彩顏色。總結迷彩偽裝應用地點的詳細特征后，將國家標準參數（GJB 4004-2000）輸入迷彩偽裝數據庫，得到與之相匹配的迷彩斑點單元形狀、尺寸和色彩。

3.1.2基于平面構成原理制作迷彩圖案。

基于平面構成原理制作不規則的曲線輪廓以及網格狀圖案，使中間色斑點與對比色斑點在裝備上交錯配置，設計相關迷彩斑點使其在800～3000m的目視距離下實現隱蔽功能。

3.2借助Visual Studio平臺，利用MCF框架制作出特種車輛涂裝方案自動生成的相關程序。

3.2.1基于計算機圖形學的迷彩圖形自動生成。

根據國家迷彩標準，軍方需求與作戰環境，選擇與之相匹配的顏色種類與顏色比例等設計參數作為輸入端的限定條件，利用OpenGL，調用相關隨機函數生成與之對應的迷彩圖形。

3.2.2基于C++計算機語言的三維模型導入程序。

將特種車輛的三維模型利用C++讀取頂點、面片等轉化成計算機語言導入程序中，與生成的迷彩圖形結合得到附有迷彩圖案的三維模型，即特種車輛涂裝方案。

3.2.3基于C語言的功能實現。

利用C語言對整個程序的功能進行把控，提升程序操作的可用性，讓涂裝方案的生成更加快捷方便，增加人機交互界面的實用性。具體如圖所示。

3.3偽裝涂料的功能性。

3.3.1涂料特點需求

涂料為適合緊急情況發生，應具備易干、易覆蓋性質，色彩保持程度應至少達到一年，方可達到軍需要求。

3.3.2涂料原料的選用

傳統迷彩偽裝涂料存在以下一些不足：

a.附著力不高，易出現開裂、翹皮和分層脫落現象；

b.抗壓和耐磨性能不好，難以承受大負荷裝備的反復碾壓；

c.抗紫外線能力不強，易褪色；

d.耐酸堿能力不強。由此導致迷彩涂料在使用很短時間后就需要重新涂刷，既浪費人力物力，又容易暴露重要目標。

3.3.3多功能涂料偽裝效果的影響因素

涂層發射率不僅與原漆性能有關，而且還與成膜后涂層的表面狀態有關。具體來說，涂層的輻射特性與其透過性、反射性、表面粗糙度以及環境的溫/濕度、基底涂層等因素有密切關系。在特定條件下，這些因素甚至會對涂層的發射率有非常重要的影響。

4.項目創新點總結

提出一種利用計算機圖形學自動生成迷彩圖案的技術方法，此技術不同于傳統人工設計迷彩圖案的方法，它通過C++讀取特種車輛三維模型數據，結合相關設計參數快速自動生成前后左右頂五個面的數字化涂裝方案，并且在國家迷彩標準的基礎上，保證迷彩圖形生成多樣化，提高圖案設計效率。

5.考核指標及評測手段/方法：

迷彩圖案自動生成范圍不小于10.0m×3.5m×3.0m；在國家迷彩標準的基礎上，保證迷彩圖形生成的多樣化，且能夠與背景高度融合，在800～3000m的目視距離下實現隱蔽功能；迷彩圖案自動生成效率較人工設計迷彩圖案效率提升10倍以上。（一輛車的迷彩圖案自動生成時間不超過3～4小時，人工設計迷彩圖案大約3～4天。）