三角网格模型骨架提取算法

骨架图能够直观表达三维模型几何形状,很好地反映模型的拓扑特征,在工业机器人抓取、特征识别等领域有着广泛的应用。针对三角网格表达的工业零件给出一种骨架提取算法,该算法采用Reeb图对三角网格进行骨架的抽取运算。首先读取三角网格文件,并对复杂的三角网格进行简化处理,然后遍历所有的三角网格,采用Dijkstra算法抽取基本点集,根据定义的连续函数计算每个顶点的函数值,最后根据函数值得出模型的基本骨架。实验表明,该算法具有良好的计算效果和效率,提取出的骨架图较好地保存了三维模型拓扑结构和姿态,可作为后续研究三维模型搜索的特征描述符。     

骨架引导的网格模型圆柱面参数化

针对传统平面参数化不能直接对零亏格封闭模型参数化,而球面参数化较为适用于形态接近于球体模型的问题,定义了一种超圆柱面的参数域表示,并提出一种渐进的超柱面参数化算法,对于形态接近于圆柱或具有单支简单骨架的网格模型能够提供较小的几何形变;基于此,提出一种骨架引导的网格模型圆柱面参数化方法,能够对具有复杂骨架结构的网格模型实现全局参数化,它通过分块参数化由骨架信息得到的网格模型主体和分支,进而将分支圆柱面参数网格配准、优化并拼接至主体参数网格得到无缝的全局参数网格;对于人体和动物等具有明显骨架结构的网格模型,骨架引导的圆柱面参数化具有较小的几何形变.最后给出了实验结果,并展示了圆柱面参数化在约束纹理贴图中的应用.     

网格远程过程调用及GridRPC API分析

远程过程调用作为网络分布式编程的重要应用,可以与新出现的广域分布式系统网格相结合,更好地满足网格系统中应用编程的要求。分析了远程过程调用的关键点,并对Ninf-G系统中支持远程过程调用的应用编程接口(GridRPC API)进行了分析,举例说明了如何使用GridRPC API进行编程,最后提出了一些改进。     

计算网格中多编程环境的研究与实现

计算网格(也称元计算系统)聚集地理上分散的资源进行大型的分布式高性能计算。PVM和MPI是广泛使用的并行编程环境,它们需要作为并行计算的基本构建而集成到元计算系统中去。论文针对元计算资源的动态性、分布性、性能多变性和结点异构性等特点,实现了一个自适应的、一体化的多编程环境。论文论述了该多编程环境的体系结构,并利用代理技术实现远程编译、发现资源、屏蔽异构和优化调度。     

基于骨架关节点约束的交互式局部变形

利用广义元球变形技术,提出一种基于骨架关节点约束的交互式局部变形方法。该方法提取多边形网格模型的骨架关节点并结合模型骨架图结构确定骨架关节点对应的局部区域,计算三维网格点到骨架节点的欧式距离,将约束区域的最大欧氏距离作为约束半径,得到各骨架节点对应的势函数值,通过控制骨架节点的空间位置给出三角形面片点的新坐标位置。实验结果表明,该方法有效保持多边形网络模型的局部特征,并确保了模型变形的直观性和高效性。     

基于网格的消息传递接口的实现:MPICH-G2

MPI(消息传递接口)作为一种著名的底层并行编程模型已被提出来作为网格编程的基础。描述了基于网格的消息传递接口的实现MPICH-G2，它基于MPICH和Gllobus工具包实现，在启动和管理中隐藏了异构性，具有良好的异构通讯性能。用一个例子说明如何在一个由Globus搭建的计算网格环境中通过MPICH-G2来创建和执行MPI计算。     

基于凸壳与有向包围盒的骨架提取方法

为获取三维模型的几何及拓扑信息,提出一种基于凸壳与有向包围盒(OBB)的线性骨架提取方法.首先将三维网格模型进行分割生成多个子网格模型;然后对各子网格中的点集求取凸壳作为该子网格点集的近似,由凸壳顶点的形心构成原始骨架点;再用OBB进行重叠计算求出相交点集,以生成关节骨架点;最后对原始骨架点与关节骨架点进行连接,经冗余检测后形成完整骨架.实验结果表明,该方法快速、有效,提取出的骨架能保证连通性与中心性且能很好地提取关节骨架点,为蒙皮关节动画、模型形状分析等提供有效信息.     

支持远程动态重构的嵌入式系统设计

为使嵌入式系统具备远程在线更新和维护能力,基于软/硬件统一多任务编程模型,应用互联网可重构逻辑设计方法设计并实现支持远程动态重构的嵌入式系统。提出的统一多任务编程模型为软/硬件任务提供统一接口和管理方式,可降低设计可重构系统的复杂度,同时远程重构功能增加了系统远程在线更新和维护的能力。实验结果表明,该模型可用于远程可重构系统的设计,同时硬件任务也具有较快的加速比。     

基于细分的网格模型骨架驱动变形技术

针对传统骨架驱动变形方法中模型细节特征不能得到有效保持的问题,提出一种基于细分的骨架驱动网格模型变形方法。首先,对网格模型待变形区域基于截交线进行局部骨架提取和控制网格构建,分别建立骨架与控制网格以及控制网格所对应细分曲面与待变形模型区域之间的关联关系;然后,将基本函数作用下的自由变形方法应用于骨架变形,通过骨架变形驱动控制网格变形,将变形前后控制网格所对应细分曲面的变化信息转为网格模型泊松梯度场的改变;最后,根据改变后梯度场重建网格模型。实例表明,该变形方法针对不同网格模型均可以得到较好的编辑效果,且细节信息在变形后都得到了有效保持。与传统骨架驱动变形方法相比,该方法除具备交互操作简单直观的优势外,同时能够更好保持变形模型几何细节特征,更为适合具有丰富几何细节的复杂模型的变形编辑。     

并行遗传算法骨架的研究和实现

通过对并行遗传算法的4种并行模型和基于骨架的编程模型的对比研究,设计并实现了一个并行遗传算法骨架,用以简化并行遗传算法应用程序的开发过程.透明的并行机制,使得用户只需编写个体适应度函数的顺序程序,再调用该算法骨架就可以完成并行遗传算法程序开发;开放的算法骨架结构,可以吸收遗传算法研究领域众多优秀成熟的改进算法;多种编码方式的支持为用户提供的更自由的选择空间.该算法骨架通过调用现有的结构骨架实现具体的并行,从而与并行计算平台相独立,具有很高的重用性和灵活性.     

基于网格环境的遥感图像并行处理

对于海量遥感数据处理而言,关键是如何处理大量的网络计算,借助网格整合异构计算资源的优势,设计开发适合遥感图像处理的网格计算环境和算法。本文结合实际研究,以Globus为网格中间件,CSF4为元调度器构建网格环境,依据MPICH-G2编程模式,以遥感图像增强中的平滑处理为例,在网格环境下实现遥感图像并行化处理,并处理效率进行了对比分析。     

基于网格的远程教育模型的研究

介绍了网格的概念、网格计算的体系结构、基于网格的远程教育模型主要组成部分。给出了基于网格的教育模型示意图及典型的结构图,提出了基于网格的远程教育系统的核心是教育资源的共享和教学服务系统的建立。     

基于网格的桥梁远程结构状态评估系统研究*

利用网格技术基于开放式架构、通用技术规范以及标准中间件技术支持等优点,把分布的结构状态评估资源整合为网格服务,并在此基础上进行管理和调度,构建了基于网格的桥梁远程状态评估系统。设计了基于语义Web服务的网格服务模型来规范化服务的建模;结合Globus Toolkit 4（GT4）中间件,开发了网格服务管理模块,支持服务注册、搜索等功能;构建了基于agent技术的网格任务管理模块,支持结构状态评估任务的分解、分配、调度等功能。以洞庭湖大桥结构健康监测为背景,建立了应用原型。实践表明：系统能有效支持结构健康监     

Dual-Object: 面向对象的并行程序设计

面向对象的并行程序设计提供了类似于共享内存模型对通讯和计算的抽象能力，从而非常适合于大型并行软件系统的开发．但是基于远程对象调用的分布式对象的实现效率一直是面向对象方法在分布式／并行程序设计中得到广泛应用的障碍．本文介绍了并行机ＭＡＮＮＡ上所采用的面向对象的并行程序设计模型——Ｄｕａｌ－Ｏｂｊｅｃｔ模型．该模型通过引入从语义角度出发给出的数据一致特性的描述，在一定程度上解决了实现效率低下的问题．其次，文章通过程序设计实例详细地讨论了基于Ｄｕａｌ－Ｏｂｊｅｃｔ模型的扩展Ｃ＋＋并行程序设计，并给出了部分实际测试结果．     

二元超声速进气道数值仿真建模过程自动化

研究高速巡航导弹动力装置优化问题,针对进气道结构严重影响速度的提高,为减少人工建模的工作量,以提高数值仿真分析工作效率和满足二元超声速进气道设计方案的快速评比和选型的需要,提出建立流场计算域通用的结构化分区几何模型,统一基于所构造的基准进气道模型,一次性人工划分进气道结构化计算网格,根据边界几何控制,运用网格映射和比例变换方法,编程自动化实现由基准进气道计算网格映射生成实际结构不同的系列化二元进气道计算网格。用建立的模型进行仿真。结果证明,减少了建模工作量和提高了工作效率。     

基于遥感数据访问与集成的网格中间件

借助数据网格强大的数据管理功能，可以整合分散复杂的遥感数据，为遥感数据处理提供一致的存取环境。遥感数据访问与集成网格中间件的研究目的是为访问分散的、异构的遥感数据提供统一的网格服务接口，使孤立的遥感数据之间实现资源共享。该文利用OGSA-DAI设计，实现了遥感数据访问和集成网格服务，构建了一个高性能遥感数据共享系统，分析了系统的关键性技术及实际应用。     

Integrating Computing Resources on Multiple Grid-Enabled Job Scheduling Systems Through a Grid RPC System

We present a framework for a parallel programming model by remote procedure calls, which bridge large-scale computing resource pools managed by multiple Grid-enabled job scheduling systems. With this system, the user can exploit not only remote servers and clusters, but also the computing resources provided by Grid-enabled job scheduling systems located on different sites. This framework requires a Grid remote procedure call (RPC) system to decouple the computation in a remote node from the Grid RPC mechanism and uses document-based communication rather than connection-based communication. We implemented the proposed framework as an extension of the OmniRPC system, which is a Grid RPC system for parallel programming. We designed a general interface to easily adapt the OmniRPC system to various Grid-enabled job scheduling systems, including XtremWeb, CyberGRIP, Condor and Grid Engine. We show the preliminary performance of these implementations using a phylogenetic application. We found that the proposed system can achieve approximately the same performance as OmniRPC and can handle interruptions in worker programs on remote nodes. Yoshihiro Nakajima is a Research Fellow of the Japan Society for the Promotion of Science     

基于遗传编程的网格资源调度算法

网格资源调度是一个非常重要的研究课题.由于因特网的开放、动态性,传统的资源调度和分配方法已经不再适用网格计算,基于经济模型的资源管理和调度成为研究热点.在计算市场模型中,构造有效的效益函数又是提高算法性能的关键.有关文献中采用的是线性效益函数,虽然降低了复杂度,但不能很好地反映用户的效益.文中提出了基于遗传编程来寻找和构造非线性效益函数的方法,并将其应用到网格调度算法中.实验结果表明该算法可以提高网格中的资源调度性能.     

基于遗传编程的网格资源调度算法

网格资源调度是一个非常重要的研究课题。由于因特网的开放、动态性,传统的资源调度和分配方法已经不再适用网格计算,基于经济模型的资源管理和调度成为研究热点。在计算市场模型中,构造有效的效益函数又是提高算法性能的关键。有关文献中采用的是线性效益函数,虽然降低了复杂度,但不能很好地反映用户的效益。文中提出了基于遗传编程来寻找和构造非线性效益函数的方法,并将其应用到网格调度算法中。实验结果表明该算法可以提高网格中的资源调度性能。