本发明公开了一种基于GPU的红外探测器物理效应实时成像仿真方法，首先利用物理效应调制传递函数及傅里叶反变换得到空域点扩散矩阵，进一步提取菱形卷积模板，再对纹理坐标进行偏移处理，获取纹理颜色值并进行图像卷积，最终遍历所有像素点得到最终输出图像。本发明可逼真的模拟低通滤波物理效应对输出图像造成的影响；本发明提出的菱形滤波模板可以有效的减少工程计算量及GPU的寄存器使用量；本发明利用计算机图形学和虚拟现实技术并结合GPU图形并行渲染等技术，在降低研发成本的同时，能有效克服环境、地域的限制，提高红外探测器系统的设计和应用的效率。