计算机生成工程网络算法描述

基于图论和运筹学，提出用计算机绘制工程施工网络图的一些算法，利用这些算法，绘制了箭线式和节点式网络图，并使得布图合理，结构紧凑，本文着重介绍了节点的标识和分布的算法。     

一种简单高效的二值图像并行细化算法PABIT

提出一种简单易行的二值图像并行细化算法PABIT，该算法通过模板匹配的方式．层层剥离原始图像的边缘像素，使具有像素点宽度为偶数的笔划保留双像素的中心骨架．使像素点宽度为奇数的笔划只保留单像素的中心骨架线，最终在此准骨架的基础上通过进一步处理得到最后的笔划宽度为1的细化图案．由于该算法采用并行处理的模式．使得该算法较通常的串行算法效果更好．经该算法细化后的结果具有保形．连通，无扭曲变形的效果．     

基于CUDA快速体数据梯度计算的实时体绘制研究

在体绘制的光线投射算法中,需要传递函数确定体数据对光学属性的映射.体数据梯度是传递函数的常用参数.为了提高三维绘制精度,使用精确的三维Sobel算子进行体数据梯度幅值计算,但由于采用Sobel算子进行计算时计算量十分庞大,因此在计算统一设备构架(Compute Unified Device Architecture,CUDA)下对算法进行并行加速.在此基础上分析并研究了一种基于CUDA快速体数据梯度计算的体绘制算法,达到了梯度的实时计算.实验证明该算法能够在PC机上实现精确的序列图像实时体绘制.     

电子海图上水平夹角网的绘制

针对手工绘制水平夹角网的不足,分析了利用计算机绘制的必要性和可行性,设计了具体的算法,并基于VC6.0进行了编程实现,对减轻航海人员劳动具有一定的意义.     

二次曲面绘制的计算机虚拟实验设计

介绍了二次曲面的相关数学知识，探讨了二次曲面图形绘制及特征展示的实验设计，并通过具体实例给出了图形绘制及特征展示的算法过程和程序实现。     

一种基于OBB的三维医学碰撞检测算法

在三维医学可视化系统中,对绘制场景中的多个三维对象进行碰撞检测的研究具有很重要的意义.利用VTK的面绘制特性,在方向包围盒层次树的基础上,提出了一种新的快速碰撞检测算法.算法在继承了一般基于方向包围盒的碰撞检测算法优点的同时,对大部分不可能发生碰撞的三角面片进行了排除,并使用相交检测法进行碰撞的精确检测.实验结果证明,该算法提高了碰撞检测的效率.     

基于AIS信息的船舶密度分布算法的研究与实现

为绘制密度分布图,利用AIS(Automatic Identification System,船舶自动识别系统)信息,尤其是位置信息,设计可行与合理的密度分布图绘制算法.该算法以AIS信息数据库中动态表、静态表为数据源,利用存储过程,数据库访问技术实现网格密度分布图在电子海图平台上的绘制.其意义在于通过对电子海图系统的应用与二次开发使得船舶密度数据的显示可视化,形象直观.研究结果表明,这种密度分布图绘制方法具有可行性,快捷性和较高的准确性.     

基于核函数的学习算法

论述基于核函数的方法，包括支持向量机的分类、聚类与回归算法，基于核的Fisher判别分析、感知机和主成分分析，介绍学习算法、简化算法和多类分类等研究课题，及基于核函数方法的应用。     

列流线偏移描绘自动化

基于图论理论分析了列流图的组成特性,以解决列流线折点自动搜索问题.提出列流线折点搜索算法和列流线偏移描绘算法.采用基于节点信息表绘制列流图.开发了列流图自动生成数据库系统.用实例表明了算法及软件有效性和可行性.     

视景系统的特效技术研究

探讨视景系统开发中的若干模拟特效,如粒子特效(如雾、雨、雪)的仿真、声音效果、GPS仪表指示器,及基于全局光照的烘焙渲染等技术.基于Cg的Shader多分辨纹理技术采用GPU硬件绘制方式,改进了传统的Mipmaping算法,提供了一种快速的实时绘制方法.这些技术增强了驾驶模拟器视景仿真系统的可视化效果.     

Comparison of Color and Grayscale Simulated TV-Graphics in Rendezvous and Docking

Subjective evaluation is one of the most important methods of assessing the fidelity of a virtual dynamic scene,whose results could be seen as a reference to improve a rendering method.In the present study,we apply a rendering method to the color rendezvous and docking(RVD) scene,where one shadow algorithm and three tone mapping operator algorithms are used to process the scene based on the distance between two spacecrafts.The grayscale RVD scene is transformed from the color RVD scene,and each RVD scene is desired to make comparisons with the real RVD-video recorded in SZ-10 mission.In addition,we perform an evaluation on 36 subjects to compare the results.The results show that shadow effects have important roles in RVD virtual scenes,where they enhance the sense of realism and immersion.Shadows,high brightness,contrast and luminance are highly correlated with the overall preference,and the grayscale scene receives better evaluations than the color scene.The analysis of these conclusions is vital for improving the algorithms used to render color virtual space scenes when virtual scenes for astronaut training in Chinese space station mission are prepared.     

基于GPU的集群渲染管理系统设计与实现

分析了计算机图形处理器(Graphics Processing Unit)GPU原理及特性,渲染的关键技术、流程,以及当前渲染软件存在的问题,设计了一个基于GUP的集群渲染管理系统框架,并探讨了CU-DA环境下主要模块的实现方法,对于开发新型的集群渲染系统具有一定的指导意义.     

基于帧缓存的多角度影像精细纹理映射方法

三维建筑物模型纹理映射方法通常针对单独平面选取单一影像投影,然而单张关联影像通常存在部分遮挡问题,影响纹理映射质量. 为此,本文提出一种基于帧缓存纹理绘制技术的多角度影像精准纹理映射方法. 首先将单体化精细建筑模型和倾斜摄影测量解决方案生成的三角网模型配准,再根据建筑模型空间特征进行纹理绘制基元提取;然后根据纹理绘制基元对三角网模型生成虚拟渲染相机,利用帧缓存纹理绘制方法,获取帧缓存对象并提取纹理,最后通过纹理绘制基元映射到精细建筑物模型表面,实现三角网模型到精细单体化建筑模型的自动纹理映射. 利用倾斜摄影测量数据进行实验,实验结果表明,相比传统方法,本文方法减少了14%以上的不良纹理比率,纹理空间压缩率达到14.21%,且具有更精确的纹理映射效果,能满足精细建筑模型的纹理重建需求.      

基于动态流场数据的虚拟港口建模方法

为了实现港口数字化升级，提出了一种基于动态流场数据的虚拟港口建模方法；采用三维重建模型从无人机倾斜摄影影像数据中重建了港口几何特征，获取高精度三维模型；引入了基于二次误差度量的边折叠算法简化模型，以避免数据量过大致使渲染效率低的问题；分析了欧拉法数值计算过程中的高耗时环节，建立了神经网络模型学习流场演化特征，加速投影项计算得到实时变化的流场数据，通过流场数据驱动水流动态渲染，结合光滑粒子流体动力学方法表现水流与船舶、陆地的交互动态，在保证渲染实时性的同时，提高渲染真实感。研究结果表明:重建的港口三维重建模型顶点数量可达3 320 937个，重建的网格模型在Meshlab中渲染频率为78.7 Hz；经过模型简化降低90.0%的模型顶点数量后，模型顶点数量缩减为332 836个，渲染频率提升至108.7 Hz，模型简化后几何误差小于2.0%；在256×256的流场网格下，采用神经网络加速的网格流体计算方法所得水流速度场平均更新间隔约为17 ms，平均仿真精度为88.6%；通过开源图像引擎驱动流场数据和港口三维模型，平均渲染频率可达50.5 Hz。可见，该方法可有效解决高精度实时渲染中的关键问题，以达到仿真精度与渲染效率间的动态平衡，在精度损失较小的情况下实现较高精度的虚拟港口建模与实时动态仿真。      

面向装配和维修的动车组大模型实时可视化技术

针对动车组大模型实时绘制困难的问题,提出一种基于零件包围盒中心点的LOD自动生成方法与一种基于面向装配和维修重要性的实时自适应绘制方法.通过保留CAD装配树信息,以零件包围盒中心点为LOD中心点转换CAD大模型为虚拟装配、虚拟维修LOD模型,实现了大模型的LOD绘制.在上述LOD模型基础上,根据装配、维修对象的重要性,动态地调整LOD分辨率等级,实现了LOD实时自适应绘制.实验结果表明:采用文中方法生成的大型模型能完整保留CAD装配树,并可在普通计算机上实现实时的自适应绘制.     

基于浅水海浪数值模型的近岸海浪仿真

针对航海模拟器中视景仿真的要求,对海浪进行实时仿真.在分析近岸水波模拟中几何合成法和物理方法的基础上,提出一种利用浅水海浪SWAN数值模型的近岸海浪仿真方法.该方法基于Gerstner海浪波形,通过对需要模拟水域进行水深数据采集,应用SWAN对网格化水深数据进行相应的计算,得到近岸海域的波高、相位以及频率数据.通过采样得到Gerstner波形所需参数进行合成.基于GPU实现了LOD海面的几何绘制和光学效果.实验表明,该方法在满足近岸水波数值特性的同时,绘制方法简单且速度快,能够满足航海模拟器近岸航行训练的需求.     

优化的GPU体绘制

体绘制方法采用了GPU在现成的硬件上就能提供高性能的能力.本文讨论了在执行基于GPU的体绘制的时候图象硬件中出现的多种不同的瓶颈问题,提出一种新的策略,在不损害图象质量的情况下,这个策略可以平衡在特定瓶颈中的加载问题.介绍了双阶段的空间跳过,第一阶段应用于对一个半常规的网格进行分块,第二阶段使用八叉树来获得更好的间隔.同时,对数据块使用了提前光线终止的技术,并分析了两个阶段如何解决瓶颈问题和为了特定的硬件管道而如何被调节的.     

DIRECT VOXEL-PROJECTION FOR VOLUMETRIC DATA RENDERING IN MEDICAL IMAGERY

IntroductionWith the development of medical imagingtechniques,many devices such as computed tomo-graphy,positron emission tomography,singlephoton emissioin computed tomography,magneticresonance imaging,and ultrasound scanners arewidely available for capturing the planar images ofhuman organs directly in machine- readable form.These medical imaging methods bring a lot of ad-vantages to clinical diagnosis and treatment.How-ever,due to these systems'2 - D imaging modali-ties,it is difficult to un…