GPU通用计算平台上的SPH流体模拟

针对流体模拟需要大量计算资源从而很难达到实时模拟的问题,提出一种完全在GPU上实现的基于平滑粒子流体动力学的流体模拟方法.首先通过在GPU上构造基于哈希函数的空间均匀网格来实现任意大小场景的快速邻近粒子查找,并在GPU上并行求解SPH流体方程来实现流体模拟;渲染流体时,通过在顶点着色器中进行纹理采样,利用粒子坐标缓存数据直接更新流体粒子系统的顶点缓存,从而避免了CPU—GPU之间的数据传输,充分利用了GPU的并行性.实验对比表明,与纯CPU实现以及CPU和GPU混合实现的模拟结果相比,采用该方法能显著地减少单个时间片的计算时间,大幅度提高流体模拟和渲染的整体性能.     

大规模虚拟场景渐进式传输的研究进展

随着网上三维虚拟场景的急剧扩张,来自用户端的即时下载请求和有限带宽之间的矛盾亦变得日益突出。现已有大量研究者致力于通过渐进式传输来实现网上大规模虚拟场景的快速下载,因此有必要对现有研究成果进行综述。首先介绍了渐进式传输的基本原理和过程,给出了一个用于评价不同传输策略的公式,接下来分别从(1)潜在可视场景集及潜在可视场景集增量的判定,(2)三维物体模型的简化技术和流式编码,(3)不同体系结构的分布式虚拟环境中的场景传输机制,(4)虚拟场景的预下载策略等方面论述了针对大规模虚拟场景的渐进式传输策略,最后展望了网上大规模虚拟场景渐进式下载技术的未来研究方向。     

面向P2P网络的渐进式三维场景更新策略

近年来网上大规模虚拟环境实时漫游已经成为WebGIS的新兴研究领域。为缓解用户终端极其有限的存储空间与海量场景之间的矛盾,设计了一种面向对等网的新型渐进式场景更新策略(PSRM)。在剔除场景前,节点通过分别计算场景文件对自身视点的“视觉保留度”、场景文件对自身兴趣区域(AOI)邻居的“潜在贡献度”及“物体重用度”,综合确定需要被剔除的场景,并按照逐渐降低场景分辨率的策略剔除旧有场景数据。仿真显示,PSRM在下载饱满度、基网格下载饱满度两个衡量漫游效果的重要指标上较现有系统有明显提升,同时能大幅降低漫游过程中的服务器端负载。     

卧室光源亮度的自动优化算法

室内光源亮度调节得好坏对室内设计及最终渲染效果会产生重要的影响,通常需要专业人士费时费力地手工调整.为此,提出了一种卧室光源亮度的自动调优算法.首先,在二维图像灰度熵的基础上进一步给出了三维光照熵的定义,以此作为评价三维卧室光源亮度优劣的数学模型;然后,利用模拟退火算法来求解卧室的最大光照熵值,从而得到光源的最优亮度值;最后,借助于GoogleAI采用的神经图谱(NIMA)图像美观度评估算法,验证了所提算法的正确性与有效性.该基于最大光照熵的光源的亮度自动调优算法也适用于客厅、餐厅等室内场景灯光亮度的设定与自动调优.     

构件集成系统的设计与实现

为解决应用程序设计中要绘制大量仿真工艺圈的问题，提出了一个构件集成应用系统，它包括：构件库生成、构件集成和应用生成三个子系统．通过构件库和工艺流程团，为应用生成子系统提供了简单的接口．并简化了程序的设计．此系统同时伏用了标记构件、关联构件、动态构件和消息循环等方法．使用此系统可以提高软件开发效率，提高软件的重用性．     

云边页协同的WebBIM大场景多粒度兴趣加载调度算法

当今5G与VR日益兴起,在移动网页浏览器上展示大规模建筑信息模型(BIM)场景的需求越来越多.网页浏览器计算性能弱与网络延迟严重等问题,使大规模WebBIM场景的在线可视化具有较大的挑战性.为此,提出云边页协同的WebBIM大场景多粒度兴趣加载调度算法.首先,将边缘计算引入WebBIM在线可视化中,设计云边页三端协同的WebBIM多粒度在线可视化框架;然后,针对BIM构件给出兴趣度的定义,并提出基于兴趣度的多粒度化传输调度机制;最后,根据视角的全局性、轻量性与兴趣度,给出BIM场景的最优初始加载视点的选取方法.借助于阿里云服务搭建实验平台,并选取若干大型BIM场景进行了网上实测.实验结果表明,该算法能够有效地降低加载BIM场景的数据量,显著地提升WebBIM场景的初始加载速度,在线漫游时没有明显的延迟.     

AR 辅助的基于 HOG-SVM 移动水稻病害智能分析与识别系统

针对传统病害识别系统存在拍摄环境要求高、样本数量要求多的缺点,设计了一套增强现实（AR） 辅助的基于方向梯度直方图(HOG)-支持向量机(SVM)的识别方案。在较少素材量的前提下,由于诊断系统中引入 AR 技术辅助拍摄,在训练时长、识别速度以及平均精度上优于其他方法。以安卓终端为例,实现了 AR 辅助基 于 HOG-SVM 的移动水稻病害识别系统,能够快速识别病害指导用户提高拍摄图片的质量。通过对批量图片进行 病斑识别,分别从病害准确率、病害叶片检出率和病斑定位准确率 3 方面对病斑识别结果进行分析,最终得出, AR 技术与基于 HOG-SVM 快速识别方案的结合能够在小训练样本前提下给出更快的训练结果和识别结果,且平 均精度高于 YOLO v3,SSD 512 和 Fast R-CNN 等深度模型,是一种比较合适目前移动端病害识别的方法。     

基于Shape Context的人机全景自然浏览与交互系统

基于Shape Context提出一种改进的,适用于人体跟踪全景浏览的方法来构建一个摄像头驱动的全景浏览展件。Shape Context是一个内容丰富的特征描述符。它对特征点的位置几何属性要求低,只要是轮廓上的点都可以拿来作为特征点并提取该点的Shape Context来作为图像轮廓的特征描述符。摄像头驱动的全景浏览,浏览者从画布面前走过时画布中的全景跟随浏览者的脚步移动。当浏览者正视画布仔细欣赏全景中的景致时不经意的抬头和底头将会看到仰视和俯瞰不同视角下的景观。     

大规模地下空间在线展示关键技术

简述了通过网页3D来分享信息及进行3D交互的相关技术。针对大规模的地下空间场景以及对该场景进行网页实时展示的需求,提出了一套基于互联网进行大规模地下空间实时展示的轻量级场景管理机制。首先,对地下空间场景数据进行轻量化预处理,构建轻量级场景管理结构。然后,根据场景数据特点提出相应的场景管理策略,即基于兴趣区域的室外场景管理策略和基于入口的室内场景管理策略。通过视点位置驱动实现室内外场景切换,并自动选择管理策略,达到在网页上进行远程实时漫游大规模地下空间场景的效果。实验表明:该方法能大幅度剔除不必要的场景数据,提高资源利用率,满足在线展示大规模地下空间场景的需求。由于网页应用具有跨平台优势,提出的系统支持用户跨平台对大规模地下空间场景进行实时漫游与操控。     

基于WS-Security规范的网格安全技术的研究

本文分析了网格信息传输的机密性、完整性和不可否认性,探讨了GridGSI与WS-Security技术相融合的机制,提出了基于WS-Security规范的网格安全系统的设计思路与解决方案。