基于LOD控制与内外存调度的大型三维点云数据绘制

通过结合基于视点的细节层次（level-of-detail，LOD）控制技术和内外存调度的数据控制策略，实现大型三维点云数据在一般配置PC机上的实时交互浏览．首先将输入点云分为大小相等的若干块。然后对每块数据分别建立误差控制下的多分辨率数据结构，并进行内外存分配．在交互绘制中，通过用户视点来确定当前的感兴趣区域，以控制模型表面的细节层次分布．该算法不但可以实现大型点云数据的实时交互绘制，而且可有效地提高一般点云数据绘制时的内存使用效率．     

适于点绘制的层次多分辨率建模方法的研究

在基于点的图形绘制技术中,需要记录大量的场景采样点,如何有效地组织这些数据是实现快速高效绘制的关键问题之一。论文研究了适于点绘制的有效数据组织——层次多分辨率建模,分析了三种常用的模型结构及其构建算法,讨论了模型结构中的层次细节选择方案,提出了一种层次细节的顺序选择方法,实验证明这些方法是有效的。     

点集模型的直接可见性测试与基于视点的绘制

点集模型作为一种新兴的三维几何形体表示形式,近年来备受关注.本文运用点集法向计算与凸包构建等技术,对原始点集模型进行直接可视性计算,并利用可见性计算的结果对点集模型进行基于视点的绘制.算法首先对原始模型进行基于视点的精简,剔除大部分不可见点;再对精简后的模型进行球面对称变换,并构建变换后点集的凸包,进而提取出可见点集;最后运用真实感图形绘制技术实现可见点集的快速绘制.实验证明,本文算法能够快速地计算点集模型中采样点的可见性.该算法可应用于点集模型基于视点的绘制与曲面重建,以及点集模型的阴影绘制等领域.     

大规模点模型的实时高质量绘制

提出了一个针对大规模点模型的实时高质量绘制算法．该算法采用距离相关的自适应绘制策略,在不损失绘制质量的前提下简化了计算．在预处理阶段,对点模型进行剖分,为每一分片分别建立层次结构,并序列化为线性二叉树保存．绘制时,首先根据每片的包围盒和法向等信息进行快速视域裁剪与背面剔除．对于可见的分片,依据它与视点的距离和视线方向,选择恰当的细节层次,直接取出线性二叉树中对应的点几何数据,自适应地选择最合适的绘制模式对其进行绘制．为了减少存储空间的消耗,该文提出了一种面向保留模式图形硬件加速的点模型压缩和解压缩算法,压缩比例达到8：1．作者在可编程图形硬件中实现了该文算法,在普通微机上实现了百万数量级点模型的实时高质量绘制。     

面向城市建筑物3D点云模型的快速绘制方法

受到计算机硬条件的限制,3D城市建筑物模型绘制的速度缓慢,甚至只能渲染出模型的部分内容.为此,提出面向城市建筑物3D点云模型的快速绘制方法.首先对3D城市建筑物点云模型的特征进行分析;然后对3D城市建筑物点云模型进行预处理,并进行节点量化与设计;最后按照可见性判断、空洞补全、噪点过滤和多细节层次绘制进行图像重建.使用大量的建筑物点云模型进行实验,验证了文中方法的有效性;和传统方法相比,该方法显著减轻了点云模型的存储和传输的压力,在速度提高20%的基础上也改善了绘制效果.     

基于曲率流的点模型编辑方法*

为了对点模型表面进行保细节的自由形状编辑,提出了一种基于曲率流的点模型形状编辑方法。该方法定义了基于平均曲率流的光顺算子,通过此光顺算子获得点模型不同光滑程度的曲面表示。运用对应曲面上点之间的向量差进行相应几何细节的抽取,在相邻的曲面表示之间将几何细节剥离出来。用户可以在不同的曲面上进行自由形状编辑,而无须关心几何细节。在变形后的曲面上再将相应的几何细节映射回去,实现对模型保细节的变形。实验结果表明该方法是一种有效的点模型造型算法,在变形的同时,有效地保持了模型表面的细节特征。     

切片级管线表面三维重建

在比较表面重建中的面绘制法和体绘制法以及面绘制中的切片级和体素级两种表面重建方法、分析表面重建流程的基础上,提出了一种计算型值点集的方法,它在计算弯道部分的管线时较为简便。该方法通过二次曲面求管线表面轮廓方程进而求得管线的型值点集。之后用三角网格对型值点集进行拼接来获得管线的表面模型,最后利用图形学的方法对管线表面模型进行绘制,达到管线表面三维重建的目的。文末利用Java3D给出了一个具体的实现。     

基于曲率流的点模型编辑方法*

为了对点模型表面进行保细节的自由形状编辑,提出了一种基于曲率流的点模型形状编辑方法。该方法定义了基于平均曲率流的光顺算子,通过此光顺算子获得点模型不同光滑程度的曲面表示。运用对应曲面上点之间的向量差进行相应几何细节的抽取,在相邻的曲面表示之间将几何细节剥离出来。用户可以在不同的曲面上进行自由形状编辑,而无须关心几何细节。在变形后的曲面上再将相应的几何细节映射回去,实现对模型保细节的变形。实验结果表明该方法是一种有效的点模型造型算法,在变形的同时,有效地保持了模型表面的细节特征。     

一种面向移动终端实时交互的点模型绘制方法

移动终端是虚拟环境中的一类重要交互载体.由于移动终端的计算、存储、显示范围、带宽和能量有限,如何在虚拟环境中基于移动终端进行三维模型的高效实时交互是研究中的一个重要问题.文中从移动终端的特点出发,采用远程绘制模式和点模型,提出一种可实时交互的传输与绘制方法.首先在服务器端基于移动最小二乘法和移动终端的显示分辨率对点模型简化算法进行了改进,随后基于操作者的兴趣域、对虚拟环境中对象的兴趣度和绘制误差等给出了节省移动终端能耗的点模型层次选取和QoS传输控制策略,最后在移动终端上对点模型完成实时绘制和交互.实验结果表明所述方法的有效性。     

基于递进网格的多层次模型编辑

给出了一种基于递进网格的交互式模型编辑新方法,该方法中把模型看成由若干个不同的细节层次来表示,对每一层次可进行单编辑,在活动层次中实现编辑操作的方法是将编辑抠映射到二维空间上,并在其上对施加在原模型上的离散编辑信息进行插值,再逆映射到原三维模型,从而实现模型形状的修改。别外,由于我国可以将编辑信息在不同层次间进行传播,因此该方法可以实现层次式模型编辑。     

一种量化关联规则挖掘算法

提出了一种新的挖掘量化关联规则的方法。该方法使用聚类算法把数据库中的交易记录分成若干个簇，把簇投影到数值型属性所在的域，形成重叠的、有意义的区间。实验结果显示，这种方法能够有效地挖掘量化关联规则，并且能够发现以前的算法可能遗漏的重要的规则。     

Hierarchical Convex Approximation of 3D Shapes for Fast Region Selection

Given a 3D solid model S represented by a tetrahedral mesh, we describe a novel algorithm to compute a hierarchy of convex polyhedra that tightly enclose S. The hierarchy can be browsed at interactive speed on a modern PC and it is useful for implementing an intuitive feature selection paradigm for 3D editing environments. Convex parts often coincide with perceptually relevant shape components and, for their identification, existing methods rely on the boundary surface only. In contrast, we show that the notion of part concavity can be expressed and implemented more intuitively and efficiently by exploiting a tetrahedrization of the shape volume. The method proposed is completely automatic, and generates a tree of convex polyhedra in which the root is the convex hull of the whole shape, and the leaves are the tetrahedra of the input mesh. The algorithm proceeds bottom‐up by hierarchically clustering tetrahedra into nearly convex aggregations, and the whole process is significantly fast. We prove that, in the average case, for a mesh of n tetrahedra O(n log² n) operations are sufficient to compute the whole tree.     

Symmetry Hierarchy of Man‐Made Objects

We introduce symmetry hierarchy of man‐made objects, a high‐level structural representation of a 3D model providing a symmetry‐induced, hierarchical organization of the model's constituent parts. Given an input mesh, we segment it into primitive parts and build an initial graph which encodes inter‐part symmetries and connectivity relations, as well as self‐symmetries in individual parts. The symmetry hierarchy is constructed from the initial graph via recursive graph contraction which either groups parts by symmetry or assembles connected sets of parts. The order of graph contraction is dictated by a set of precedence rules designed primarily to respect the law of symmetry in perceptual grouping and the principle of compactness of representation. We show that symmetry hierarchy naturally implies a hierarchical segmentation that is more meaningful than those produced by local geometric considerations. We also develop an application of symmetry hierarchies for structural shape editing.     

基于红外图像的导弹实时跟踪算法研究

研究导弹跟踪问题,由于运动目标跟踪的实时性差,当导弹为防御攻击突变运动路径,实施跃升和俯冲动作时,地面探测仪不能及时跟上导弹路径的变化,造成导弹跟踪延迟的问题。针对这一难题,提出了一种点模型的跟踪方法。在跟踪导弹路径时,提取与导弹运动线性相关的特征点,实时构建特征点的点模型,通过确定点模型的运动状况来实现对导弹的跟踪,避免了对红外图像中所有点的计算,从而减少了计算量,使得地面探测仪能够及时跟上导弹路径的变化。实验证明,点模型这种方法能够解决导弹跟踪延迟的问题,实现导弹的实时跟踪,取得了满意的结果。     

无线mesh网络服务性能评估方法

结合无线mesh网络的特点,构建了目标层-准则层-子准则层的层次型指标体系,提出了层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)和模糊综合评估法(fuzzy comprehensive evaluation,FCE)相结合的联合评估方法.采用该方法可对无线mesh网络的服务性能进行评估,并得到直观的量化值.实例分析可知,评估结果可直观地反映网络服务质量的优劣以及对网络服务质量的调整提供一定的指导建议.     

基于Multi-Agent的混凝土坝浇筑仿真模型框架

混凝土坝浇筑计算机仿真是施工管理的重要依据之一。然而由于以往所建立的仿真模型多是基于工艺因素，缺乏对管理因素的考虑（像承包商的经济目标等），使得仿真系统很难准确地模拟真实的环境。基于多Agent系统的混凝土坝浇筑计算机仿真模型可以考虑工艺和组织管理两个方面的因素，使建立的模型更具实用性并提高描述问题的深度和广度。该文在对现有模型应用中存在问题分析基础上，提出了一种混凝土浇筑多Agent系统建模的构架，它把混凝土浇筑过程看作协商过程，使得施工管理人员可以得到更多的信息并进行交互。这一框架使得混凝土浇筑施工仿真模型更加具有智能性和价值性。     

Regulated RNA rewriting: Modelling RNA editing with guided insertion

RNA editing is an important alternative genetic processing event that is known to take place in all higher eukaryotes. We study a model of string rewriting based on the sophisticated RNA editing mechanism found in trypanosome kinetoplasts. We demonstrate basic properties of three principal variants of this model which we show to form a strict hierarchy in terms of expressive power. We also present a method and software for simulating real biological RNA editing via this model and apply the theoretical results to suggest real biological constraints on this process.     

三阶累积量在语音信号端点检测中的应用

语音信号的三阶累积量通常不等于零,因而可以用来检测噪声环境中语音的起始点和终止点。提出一种采用累积量矩阵的最大奇异值来实现语音端点检测的方法,并引入一种自适应的实现方法。仿真实验表明,所提方法在很大程度上降低了传统端点检测方法的错误率。     

基于拓扑约束模板的支吊架建模方法研究

基于支吊架标准和形式的分析,抽象出了支吊架拓扑结构的层次模型,提出了基于对偶智能点的支吊架拓扑约束模型,解决了支吊架拓扑关系多元性和层次性导致的智能组嵌套问题。使用拓扑约束模板表达支吊架设计标准,将支吊架设计转化为多元约束求解,解决了支吊架设计中设计标准的多样性和专业间的紧密协同性两个关键性问题。