High dynamic range imaging i EWSim

Inom FoT-projektet dynamisk duellsimulering telekrig vidareutvecklas ramverket EWSim evolutionärt. EWSim ger möjlighet att värdera telekrig i multispektrala scenarier. Detta ramverk har kompletterats med hantering av HDR-grafik (High Dynamic Range Imaging), spektrumhantering och posteffekter. HDR-tekniker gör det möjligt att arbeta med ett bildformat som har högre precision och större dynamik än en normal datorskärm kan visa, dvs mer än 8 bitar per färgkanal. Med den nya metoden så kan de bildanalysalgoritmer som finns i EWSim och används i de elektrooptiska målsökarmodellerna och siktena arbeta direkt på HDR-bilddata för att på ett bättre sätt efterlikna verkligheten. Med HDR så ökar upplösningen i temperatur från 256 nivåer till ett flyttal med upp till 48 bitar. Inom telekrig finns det flera aspekter som är kopplade till färgdynamiken som är svåra att simulera med vanlig 8-bitarsgrafik i multispektrala scenarier. I dessa scenarier kan samtidigt finnas ett flertal elektrooptiskasensorer och medel för att störa dessa såsom facklor, rök och lasrar, som alla arbetar inom olika våglängdsområden och med mycket stora skillnader i intensiteter. När verkan av dessa motmedel ska värderas där de simuleras i samma scenario så krävs att bildrenderingen arbetar med full dynamik och att sensorerna i slutändan bestämmer vilket intensitetsspann de vill använda. Exempelvis så kan exponeringen för att se ett fordon i terräng med god kontrast sättas till 10-30°C. Motorutblåset är dock 300°C vilket gör att kontrasten med vanlig grafik blir mycket dålig om hela spannet 10-300°C används, men med HDR kan elektrooptiska system, såsom kameror och målsökare, använda valfri exponering och ändå få korrekta kontraster. HDR-grafiken möjliggör dessutom att en eller flera posteffekter kan användas. Dessa effekter appliceras efter det att hela scenen är renderad för att efterlikna olika typer av optiska fenomen eller oönskade artefakter som uppkommer i elektrooptiska system. Effekterna hanteras som moduler i en sammankopplad dynamisk kedja där man kan slå av och på eller byta ordning på dem. Den modulbaserad design gör det även enkelt att implementera och lägga till nya effekter. För tillfället är följande posteffekter tillgängliga, oskärpa, brus för att försämra signal till brusförhållandet och glödeffekten även känt som optisk punktförstoring, blooming eller glow. Effekten får ljusintensiva områden att blöda över på mörkare delar. I dagens datorers grafikkort finns funktionalitet som kan genererar HDR grafik. Detta innebär att det med hög noggrannhet och med en snabb beräkningshastighet går att simulera de effekter som uppkommer i ett elektrooptiskt siktessytem eller målsökare. Tack vare den höga beräkningshastigheten så kan bilderna användas vid simulering med människan i loopen eller med hårdvara som till exempel målsökare i loopen. Med användning av HDR-funktionaliteten i grafikkort möjliggörs dessutom att bildalstrande målsökare kan användas i hårdvara i loopen simuleringar till en förhållandevis låg kostnad jämfört med andra befintliga tekniker. Sammantaget ger HDR tekniken nya och förbättrade möjligheter att på ett realistiskt sätt simulera telekrigets påverkan på EO-sensorer.