三维标量场并行等值面提取与绘制技术

通过研究并行等值面提取与绘制的各项关键技术要点,面向三维标量场的特点,在sort-last并行绘制模式的基础上提出一个三维标量场并行等值面提取与绘制框架.该框架在任务分配时采用静态分配的模式,在等值面提取时采用Marching Tetrahedra等值面提取算法,在并行绘制与场景合成时采用预先构建绘制节点控制模型的混合场景并行绘制合成算法.实验结果表明,该框架能够有效地提高大规模时变三维标量场的等值面提取与绘制效率,满足实际应用的需要.     

基于标量加权信息融合的智能故障诊断方法研究

为了满足生产过程中越来越复杂的系统,多传感器逐渐被引入到了故障诊断系统中,多个传感器的应用,使得故障诊断更加及时迅速.本文基于标量加权的线性最小方差最优信息融合算法,对多传感器离散线性随机系统,给出一种分布式标量加权信息融合Kalman滤波器,并在故障诊断中应用,通过仿真例子验证算法的有效性.     

用户驱动的研讨信息可视化平台的设计与实现

在“以计算机为媒介的群体沟通”环境下,常常出现“知识断层”和“信息过载”。研讨信息可视化丰富了研究和认知手段以及群体发现信息的途径,因而成为缓解“信息过载”的一个重要途径。以研讨用户为中心,从单个信息、信息关系、了解研讨状态、把握研讨过程四个方面识别出研讨用户的信息寻找、发现以及获取的需求;并基于群体研讨支持系统的信息组织模型,设计了用户驱动的研讨信息可视化平台,并结合J2EE、XML、计算机图形学等技术,实现了可视化平台,并结合一个具体应用示范了平台的功能。     

研讨信息交互式可视化平台设计与实现

针对传统研讨信息静态可视化视图杂乱、难以辨认等问题,提出研讨信息可视化框架和基于交互式可视化技术的解决方案。利用Java、XML技术,借助JFreeChar、Prefuse软件包实现交互式可视化平台。该平台基于节点链接结构,允许用户交互式操作,支持可视化检索和分析。运行结果表明,该平台改善了研讨信息的可访问性,具有较强的可扩展性。     

三维有限元数据场体绘制算法的研究

三维有限元数据场包含了庞大的信息量,不易于人们深刻理解和分析。可视化技术将数据场以图形、图像的形式显示出来,揭示出三维有限元数据场中蕴藏的丰富内涵。讨论了三维数据场可视化体绘制中射线跟踪法和直接投影法的优点及不足,提出了将射线跟踪法及直接投影法各自优点结合起来的新算法,应用于三维有限元数据场的体绘制。新算法一方面充分利用场在投影区域上的二维连贯性,每次推进的是一个面片而不是一个孤立的像素点,另一方面针对每个视线段子段,充分利用场在深度方向的连贯性,用分析积分法完成累积光强和透明度计算。算法效率高,统一性强。     

保持物理特征的三维标量场拓扑简化

针对现有三维标量场拓扑简化方法,在简化的同时可能丢失部分有意义的物理特征问题,提出并实现了一种保持物理特征的三维标量场拓扑简化算法,采用为应用定制的物理判据分类标量场区域,将标量场重要特征检出和拓扑简化关联起来。结合Morse理论在次要物理特征所在区域构造Morse-Smale复形,并通过对复形上一系列临界点对的删除,达到简化和平滑函数拓扑特征的目的。实验结果验证了该方法的可行性。     

基于多Agent的动态数据并行计算方法研究

为实现动态数据的快速处理和计算,提出一种基于多Agent和分布式并行计算的动态数据处理方法。该方法以智能Agent作为计算和控制的最小单元,构建有向无环的动态网络拓扑结构,采用基于信任度的合同网模型,并与阈值相结合,实现动态数据处理和快速求解,体现系统的智能性和实时性。实验结果表明,该计算方式与传统计算方式相比,系统的计算速率显著提高,实现了动态数据的实时性处理。     

基于Internet的群决策研讨平台的研究与实现

比较选择了Internet环境下群决策的研讨方式,设计了合理的、动态的研讨流程;提出了一种基于向量相似度的衡量专家间一致性的方法,并在此基础上研究选取了合适的专家群体一致性判断算法;最后通过实例对该平台的实用性加以验证.     

基于时空一致性的非结构化网格时变流场高效体绘制方法

时空一致性是时变流场的重要性质,也是加速时变数据可视化算法的关键.以硬件加速的光线投射算法(HRC)为框架,设计并实现了一种基于时空一致性的非结构化网格时变流场高效体绘制方法.首先提出一种分析非结构化网格单元和顶点数据时间一致性的方法,分别建立单元和顶点数据时间表,以降低绘制过程中的计算开销;然后设计一种单元和顶点数据相分离的GPU纹理结构,并采用一种小巧的单元梯度矩阵来降低显存开销;同时,设计了一种合理的数据调度策略,既能有效地避免绘制停顿,又使显存纹理结构更为紧致、高效.实验结果表明,该方法不仅明显地提高了绘制效率,而且具有更优显存空间利用率,能实现更大网格规模的非结构化网格时变流场数据体绘制.     

基于虚拟标量场的WSNs融合中心选址方法

在无线传感器网络(WSNs)的应用中,数据融合中心的数量及其位置对于网络性能和寿命有很大的影响.提出了一种仅依赖局部连接信息的分布式算法,通过在WSNs中模拟特定情景下的热传导过程建立虚拟标量场;通过观察梯度线和极值点,确定数据融合中心的数量和位置.仿真结果表明:本方法确定的融合中心位置与最优位置接近,能够满足应用需要.     

在流水线结构上的基于Shear-Wrap的并行体数据绘制算法

在以前的基于目标空间划分的并行体数据绘制算法中，局部绘制和图象融合是两个串行的过程，在节点机的局部绘制阶段几乎没有数据通讯，但在数据融合阶段数据通讯量非常大，出现总线争用甚至通讯阻塞，而且在这个阶段有非常大的同步开销。本文利用流水线结构，让局部体数据绘制和图象融合并行执行，很好地解决了上述缺点。并在一个基于微机的流水线结构上实现了一个新的基于目标空间划分的并行体数据绘制算法。     

D3DPR:基于Direct3D9的并行图形绘制系统

根据Direct3D9图形库的特征,提出了支持Direct3D9应用程序级透明并行图形绘制系统D3DPR的系统结构及其实现原理.D3DPR分为资源分配和资源绘制2类逻辑节点.通过资源分配节点并行图形库DPGL的截取技术和资源绘制节点的重构技术,任何单机的Direct3D9应用程序都不需要经过修改即可实时转变为由PC集群并行绘制,从而得到更高的绘制性能和高分辨率的多屏拼接显示效果,为用户提供具有更强真实感和沉浸感的虚拟环境.     

超级计算在3D动画渲染中的运用研究

国家出台各项政策扶持国产动画,动画产业发展势头良好。但三维动画制作周期长,消耗经费多（硬件设备购置及损耗、项目内人员工资发放等）,严重阻碍了国产动画产业的发展。三维动画流程包含前期设定、模型、配景、UV贴图、动画、特效、材质灯光、分层渲染及后期合成等各环节,其中渲染约占项目总耗时的30%左右,但人员安排却仅占整个项目的1/20左右,因此,节省渲染时间无疑能大大缩短动画项目周期,降低人力物力财力成本。超级计算在动画渲染中的应用研究成功后,能产生巨大的直接及间接效益,并造成深远的社会影响,大大缩短动画制作周期,节约成本,从而拉动国内动画产业的迅速发展。     

三维数据场实时体绘制研究进展

在分析了三维数据场实时体绘制研究现状的基础上，重点探讨了三维数据场实时体绘制的五种方法：降低采样维数法、空间相关性法、跳过空体元法、基于硬件的方法及并行处理的方法，并比较了各种绘制算法的特点，从而指明了三维数据场实时体绘制进一步研究的方向。     

基于纹理的三维超声实时体绘制

三维纹理的体绘制算法由于其利用显卡加速渲染、硬件实现三线性插值和不丢失图像的纹理特性3大优点，尤其适合医学超声数据的实时三维可视化。显示大量多边形切片（slice polygon）是当前影响三维纹理体绘制渲染实时性的重要因素。为了克服常用的参数化算法在快速生成大量多边形切片时性能不佳的缺点，提出了的空间活动边表的方法，充分利用各个多边形切片之间的空间相关性实现增量计算，明显提高了计算速度。     

在Matlab环境下实现体绘制法的生物切片图象的三维重建

在生物学领域、如何将生物切片图象进行三维重建并显示,日益受到人们所重视。体绘制法能够避免重建过程所造成的伪象痕迹,缩短了在体数据中寻找、计算物体表面的时间和不丢失细节,更加准确地反映出体数据所包含的形状结构。Matlab提供了各种矩阵运算、操作和图象显现工具,文章利用Matlab工具箱有用体绘制法进行生物切片图象的三维重建,试验结果理想。     

3D游戏图形渲染引擎的设计与实现

图形渲染是3D图形引擎的重要组成部分,是评价3D引擎的一个重要标志。首先,简要地介绍3D游戏引擎;接着,分析3D游戏图形引擎设计;最后,论述3D游戏图形引擎实现过程。     

基于OpenGL的三维地形场景绘制及并行方法探讨

三维地形场景的真实感绘制常被应用于一些大规模综合分布仿真系统中.这些仿真系统有时有并行绘制的需求,例如远程显示场景等.而OpenGL作为一种开放式的图形工业标准,利用它可以方便高效地实现三维场景的真实感绘制.本文在分析OpenGL内在特点的基础上,举例说明基于OpenGL的三维地形场景真实感绘制的一般过程,然后讨论基于局域网的OpenGL三维地形场景真实感绘制程序的并行方法.     

集群计算并行I/O中动态文件分配策略

针对集群计算系统中并行I／O文件分配问题进行了研究,提出一种新的动态文件分配算法一启发式负载与服务时间变化综合平衡策略。该策略将所需要的访问服务时间相似的文件分配到集群系统的同一结点磁盘上,并保证每个磁盘上的负载值不超过负载平衡的极限值,从而在所有结点磁盘间既基本实现负载均衡,又使每个磁盘上文件间的服务时间变化最小化。实验结果表明了该策略在性能提高方面的有效性。