大尺寸纹理的实时合成

提出一种纹理合成方法,可实时高质量地生成大纹理.它先基于纹理特征变化的周期性分析,得到合适的纹理块尺寸,以使所划分的纹理块能高效反映这种周期性变化,便于生成高质量的纹理;然后,它在目标纹理上均衡地分布纹理块,使得垂直方向和水平方向上相邻的纹理块之间都留有一个块尺寸大小的空白区域,再对空白区域进行填充,以完成目标纹理的生成.显然,布块操作和填充操作均可并行地进行.同时,为每个纹理块预先生成可与其邻接匹配的纹理块集合,以便在填充计算时可用简便的集合求交计算来进行邻域约束的搜索,并将这种求交计算放在CPU中进行,而将邻接纹理块在重叠区域的缝合计算放到GPU中进行,以综合利用CPU和GPU的优势.实验表明,新方法可在一般微机上以45帧/秒的速度高质量地实时合成1024*1024的大纹理,而这是已有技术难以达到的.     

用圆锥体拟合线性模型点云数据的优化计算

针对采用最小圆锥形(包括圆柱、圆锥和圆台)拟合任意轴向的线性模型的点云数据这个NP-难问题,提出一种优化算法.该算法将具有n个点的点云模型自适应地分解成一些子集,并对每个子集用一个圆锥来拟合,使得圆锥包含对应子集内所有点,且拟合圆锥的体积小于最优解的(1+ε)倍.其中圆锥拟合方法的时间复杂度为O(n/ε3),ε是用户给定的拟合误差,优于已有最快拟合方法的复杂度.实验结果表明文中算法是快速有效的.     

基于Level Set方法的水中气泡上升过程数值模拟

基于Level Set方法发展了一种高分辨率的求解气液相界面迁移特性的数值方法。通过三步RungeKutta Crank-Nicholson投影方法求解流场,Level Set方法捕捉气液交界面位置。在验证算法的捕捉性能的基础上,研究了气泡在水中上升过程的变形以及运动特性。分析结果显示气泡上升过程中的变形是气泡顶部/底部压差、两侧涡及表面张力综合作用的结果;气泡在接近壁面时由于两侧不对称涡及壁面排挤作用的影响,上升过程不断向中心区域靠近并伴随有逆时针旋转;气泡初始位置距壁面越近,壁面的影响越显著。     

加强局部简便计算的点在多边形内的高效判定

点在多边形内的检测是计算几何中的一个基本问题,有着广泛的应用需求。已提 出许多方法减少要测试的多边形的边以加速。其中,均匀网格法具有很好的作用,因为各网格 中的边很少,而测试点可迅即定位于一个网格。我们曾提出一种均匀网格法,预计算各网格中 心点位于多边形内/外的属性,然后将测试点与所在网格的中心点连线,检测该连线与多边形的 边的相交情况即可。其预处理和检测的复杂度分别为 O(N)和 O( N ),N 为多边形的边数。本 文在此基础上进一步改进,预计算网格交点位于多边形内/外的属性,然后将测试点与其邻近网 格交点的连线,转换为与坐标轴平行的两条相连直线段,以提高与多边形边求交计算的便捷性。 实验结果表明,可将检测速度提高 2 倍多。     

面向三维模型高效观察的视点选择技术综述

高效的模型观察,对提高生产实践工作效率具有重要的意义。为此,视点选择技术在近些年得到了很大的发展,是提高模型观察效果的重要技术之一。文章对视点选择技术进行了较系统的梳理,重点讨论了视点度量技术及其发展现状,并探讨了视点采样技术的发展及视点选择技术在多方面应用的情况。最后,讨论了视点选择技术的发展趋势及其应用前景。     

可视化及可视分析专题前言

在大数据时代,从浩瀚复杂的数据中快速而准确地获取相关重要信息,是各行各业发展甚至赖以生存的重要基础.为此,可视化及可视分析的研究在全球正方兴未艾,并密切地融于实际应用中,为社会发展与生产实践的进步发挥了巨大的作用.这方面的工作一般分为科学计算可视化、信息可视化及可视分析,各有侧重.近年来,大数据的多样性、复杂性及其应用的适应性对可视化及可视分析领域的基础理论和技术手段提出了很多新的挑战.本专题选题为可视化及可视分析,反映我国学者在这方面工作的部分近期研究成果. 本专题公开征文,并与IEEE PacificVis 2015和第2届中国可视化与可视分析大会(ChinaVis 2015)合作进行专题组稿,共收到稿件65篇.经过会议筛选,并邀请国内外相关领域专家参与审稿工作,历时6个月,经初审、复审、会商和终审各个阶段,最终遴选出12篇高质量的论文入选本专题. 首先,研究新的更高效、更适用的可视化和可视分析方法是这方面工作的重要基础.以下论文在这方面进行了探讨,特别是研究了层次化多维数据的处理. 《基于密度-距离图的交互式体数据分类方法》依据物质中心密度大且物质中心间距离远这一特性,提出新的体数据分类方法,无需预设物质类别的数量,能够快速地实现较高准确度的分类. 《树比较可视化方法综述》对处理层次数据的树比较可视化方法进行了较为全面的分析和评估,探讨了不同方法对于不同数据分析需求的适用性,并展望了将来的发展. 《一种层次结构中多维属性的可视化方法》为具有层次结构且属性多维的复杂数据提出了有效且实用的可视表达方法,并已应用于全国各地区、各超市、各农产品中农药残留检出和超标情况侦测数据的可视化. 《面向层次化数据的变分圆形树图》提出了优化布局多个圆的快速计算方法,提高了圆形树图的空间利用率,并方便支持层次下行、层次上行与焦点+上下文等自然交互方式,有利于交互可视分析的实施. 《基于层次狄利克雷过程的交互式主题建模》对层次狄利克雷过程进行了改进,使其支持单词约束,由此可基于矩阵视图交互迭代地优化主题模型,提高文本数据分析的主题建模质量. 《基于维度扩展的Radviz可视化聚类分析方法》提出了基于数据概率分布的维度增加方法,提高了RadiViz这种径向投影型多维数据可视化方法的聚类表达效果. 其次,多篇论文探讨了可视化及可视分析在具体应用中的实施和系统构建,相关的应用领域包括气象分析、视频分析、文本阅读、移动日志、网络监控等. 《一种全球尺度三维大气数据可视化系统》完成了一个面向气象预报与气象研究需求的可视化分析系统,能够有效地处理具有时变、多源、多维度、数据量大和多尺度等特征的气象数据,流畅地全方位展现气象数据中的信息. 《运动目标三维轨迹可视化与关联分析方法》研究了视频数据中运动目标的跟踪分析,并进而探讨对象之间关联性获取的方法,以提高视频分析的效率. 《基于文本摘要及引用关系的可视辅助文献阅读》描述了一个基于文本摘要和引用关系的可视辅助文献阅读系统,以帮助读者快速找到最重要、最相关的文献,避免阅读过程中的迷失. 《基于移动终端日志数据的人群特征可视化》提出了移动终端日志数据的深度分析与相应的可视化展示方法,能够更加准确地概括出移动终端用户的特征. 《多视图合作的网络流量时序数据可视分析》提出了一个自顶向下的网络流量时序分析流程模型,并实现了一个多视图合作的网络流量时序数据可视分析原型系统,便于网络安全分析人员使用网络流量时序数据检测网络异常情况. 《一种模型驱动的可视化生成系统》给出了一种可视化描述语言,并由此提出一种模型驱动的可视化生成系统,能够实现所见即所得的可视化系统快速生成. 本专题主要面向数据处理、可视化及可视分析等相关领域的研究人员,反映了我国学者在可视化及可视分析等领域的最新研究进展.在此,我们要特别感谢《软件学报》编委会对本专题工作的指导和帮助,感谢编辑部各位老师从征稿启示发布、审稿专家邀请至评审意见汇总、论文定稿、修改及出版所付出的辛勤工作和汗水,感谢本专题评审专家及时、耐心、细致的评审工作.此外,我们还要感谢向本专题踊跃投稿的作者对《软件学报》的信任. 最后,感谢本专题的读者们,希望本专题能够对相关领域的研究工作有所帮助.     

粉煤灰皮带秤卸料罩的改造

我公司2500t/d生产线自投产以来一直用黏土代替粉煤灰进行配料。现在因生产低碱水泥而重新采用粉煤灰配料,但粉煤灰皮带秤易产生窜料、自流问题,影响了生料质量。我们通过改造皮带秤上方卸料罩的方法解决了此问题。     

LTE-A载波聚合的关键技术研究

为了提供更高的数据速率,支持更多的用户业务以及新的服务,LTE在频点、带宽、峰值速率及兼容性等方面都有了新的需求。作为LTE-A的核心技术,载波聚合（CA）是网络提速的重要环节。因此,现网中对CA技术应用的深入研究,能有效改善网络质量、提升吞吐量,使网络负载更加均衡,提高用户感知体验。     

计算机与单片机的串口通讯程序设计

基于串口通讯的原理,分析和讨论了计算机与单片机进行通讯的协议,设计了通讯模块的硬件电路,重点研究了单片机端和计算机端的程序设计方法,提出了一种利用汇编语言和C Builder实现串口通讯的程序设计思路。实验证明,该设计方法简单方便,系统运行稳定可靠。