可变材质的实时全局光照明绘制

现有的基于预计算的全局光照明绘制算法都假设场景中物体的材质固定不变,这样,从入射光照到出射的辐射亮度之间的传输变换就是线性变换.通过对这种线性变换的预计算,可以在动态光源下实现全局光照明的实时绘制.但是,当材质可以改变时,这种线性变换不再成立,因此,现有算法无法直接用于动态材质的场景.提出了一种方法:在修改场景中的物体材质时,可以实时得到场景在直接光照和间接光照下的绘制效果.将最终到达视点的辐射亮度根据其之前经过的反射次数及相应的反射材质分为多个部分,每个部分和先后反射的材质的乘积成正比,从而把该非线性问题转化为线性问题.又将所有可选的材质都表示为一组基的线性组合.将这组基作为材质赋予场景中的物体,就有各种不同的组合方式,预计算每种组合下所有部分的出射辐射亮度.在绘制时,根据各物体材质投影到基上的系数线性组合预计算的数据就能实时得到最终的全局光照明的绘制结果.该方法适用于几何场景、光照和视点都不发生变化的场景.使用双向反射分布函数来表示物体的材质,不考虑折射或者半透明的情况.该实现最多包含两次反射,并可以实时绘制得到一些很有趣的全局光照明效果,比如渗色、焦散等等.     

基于矩阵谱分析的文本聚类集成算法

聚类集成技术可有效提高单聚类算法的精度和稳定性,其中的关键问题是如何根据不同的聚类成员组合为更好的聚类结果.文中引入谱聚类算法解决文本聚类集成问题,设计基于正则化拉普拉斯矩阵的谱算法(NLM-SA).该算法基于代数变换,通过求解小规模矩阵的特征值和特征向量间接获得正则化拉普拉斯矩阵的特征向量,并用于后续聚类.进一步研究谱聚类算法的关键思想,设计基于超边转移概率矩阵的谱算法(HTMSA).该算法通过求解超边的低维嵌入间接获得文本的低维嵌入,并用于后续K均值算法.在TREC和Reuters文本集上的实验结果验证NLMSA和HTMSA的有效性,它们都获得比其它基于图划分的集成算法更为优越的结果.HTMSA获得的结果比NLMSA略差,而时间和空间需求则比NLMSA低得多.     

一种基于粗糙集理论的谱聚类算法

谱聚类算法利用特征向量构造简化的数据空间,在降低数据维数的同时,使得数据在子空间中的分布结构更加明显.现有谱聚类算法的聚类结果多为精确集,而真实数据集中重叠现象广泛存在.基于粗糙集理论提出了一种新的谱聚类算法,其主要思想是对谱聚类算法进行粗糙集扩展,使得聚类结果成为具有下近似和上近似定义的、类与类之间存在重叠区域的结构.实验表明,该算法与现有的谱聚类算法相比,稳定性和准确率都有一定的提高.     

基于改进谱减法的语音增强研究

语音增强技术是语音信号处理中的重要课题之一,谱减法是目前语音增强处理中常用的方法.针对传统谱减法残余音乐噪声过强,清音部分损失严莺的缺点,引入了一种利用语音信号的短时平均幅度差特征并结合短时平均幅度的语音检测算法,对传统的谱减法进行了改进.根据采集的真实航空噪声数据,将传统谱减法和改进的谱减法结果进行了比较分析.仿真结果表明,改进形式的谱减法可以有效降低音乐噪声,提高信噪比和町懂度,可以满足语音增强的要求.     

Optimization of dynamic response using a monolithic-time formulation

The design of systems for dynamic response may involve constraints that need to be satisfied over an entire time interval or objective functions evaluated over the interval. Efficiently performing the constrained optimization is challenging, since the typical response is implicitly linked to the design variables through a numerical integration of the governing differential equations. Evaluating constraints is costly, as is the determination of sensitivities to variations in the design variables. In this paper, we investigate the application of a temporal spectral element method to the optimization of transient and time-periodic responses of fundamental engineering systems. Through the spectral discretization, the response is computed globally, thereby enabling a more explicit connection between the response and design variables and facilitating the efficient computation of response sensitivities. Furthermore, the response is captured in a higher order manner to increase analysis accuracy. Two applications of the coupling of dynamic response optimization with the temporal spectral element method are demonstrated. The first application, a one-degree-of-freedom, linear, impact absorber, is selected from the auto industry, and tests the ability of the method to treat transient constraints over a large-time interval. The second application, a related mass-spring-damper system, shows how the method can be used to obtain work and amplitude optimal time-periodic control force subject to constraints over a periodic time interval. This research was performed while the first author held a National Research Council Research Associateship Award at the Air Force Research Laboratory. An early version of this paper was presented at the 46th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Jan 7–10, 2008, Reno, Nevada.     

不同产地黄柏的近红外指纹图谱鉴别分析

建立用近红外漫反射光谱鉴别不同产地黄柏药材的新方法.采集不同产地的黄柏药材及其伪品的近红外漫反射光谱,用模式识别方法进行聚类分析,建立判别模型并用三重交叉验证的方法对模型稳定性进行验证.黄柏样品与伪品能较好地区分开;建立模型后对已知训练集样本的分类精度高达100%,对未知样本的预测精度达到100%,该模型具有很好的预测性能,这说明了所建方法性能优良,能够适用于黄柏药材的不同种植产地分类鉴别.近红外光谱法简便、快速、不破坏样品,结合模式识别方法能够准确鉴别正品、伪品以及不同产地的黄柏药材.     

谱聚类算法综述

谱聚类算法是近年来国际上机器学习领域的一个新的研究热点.谱聚类算法建立在谱图理论基础上,与传统的聚类算法相比,它具有能在任意形状的样本空间上聚类且收敛于全局最优解的优点.本文首先介绍了图论方法用于聚类的基本理论,然后根据图划分准则对谱聚类算法进行分类,着重阐述了各类中的典型算法,并对算法进行了比较分析,最后进行总结并提出了几个有价值的研究方向.     

半透明物体漫散射效果的实时绘制与材质编辑

半透明物体透明效果的真实感绘制是近年来研究的热点,提出一种针对半透明物体漫散射效果的实时真实感绘制与材质动态编辑方法--基于双向表面散射反射率函数(BSSRDF)的Dipole近似.通过主元分析将Dipole近似中的漫散射材质甬数分解为与形状相关甬数和与半透明材质相关函数的乘积形式;利用该分解表示,在预辐射传输的实时真实感绘制框架下,通过对散射传输的预计算来实现在多种光源环境下对半透明物体材质的实时编辑.此外,还提出一种对预计算辐射传输数据在空域上进行二次小波压缩的方法,利用表面点在空间分布位置的相关性,在保证绘制质量的前提下,大大压缩了数据,提升了绘制效率.实验结果表明,文中方法可以生成具有高度真实感的半透明效果并保证实时的绘制速度.     

导弹仿真系统试验结果的可信性评估

对导弹武器的性能与效能分析而言,导弹仿真系统的试验结果有重要的参考价值.为了评估和保证导弹仿真系统试验结果的可信性,首先从时域和频域入手,通过对假设检验法和频谱分析法的深入分析,提出了导弹仿真系统试验结果的可信度检验准则;然后分析了仿真结果的可信性评估过程,包括飞行试验结果的预处理、飞行试验结果的一致性检验、飞行试验结果与仿真试验结果的一致性检验等阶段;最后根据某型导弹仿真系统运行得到的数据,评估出该试验结果的可信度为95%.可以证明,上述评估方法和过程确实实用且可行.     

Deterministic Polymorphic Engineering of MoTe2 for Photonic and Optoelectronic Applications

Developing selective and coherent polymorphic crystals at the nanoscale offers a novel strategy for designing integrated architectures for photonic and optoelectronic applications such as metasurfaces, optical gratings, photodetectors, and image sensors. Here, a direct optical writing approach is demonstrated to deterministically create polymorphic 2D materials by locally inducing metallic 1T′-MoTe₂ on the semiconducting 2H-MoTe₂ host layer. In the polymorphic-engineered MoTe₂, 2H- and 1T′- crystalline phases exhibit strong optical contrast from near-infrared to telecom-band ranges (1–1.5 µm), due to the change in the band structure and increase in surface roughness. Sevenfold enhancement of third harmonic generation intensity is realized with conversion efficiency (susceptibility) of ≈1.7 × 10⁻⁷ (1.1 × 10⁻¹⁹ m² V⁻²) and ≈1.7 × 10⁻⁸ (0.3 × 10⁻¹⁹ m² V⁻²) for 1T′ and 2H-MoTe₂, respectively at telecom-band ultrafast pump laser. Lastly, based on polymorphic engineering on MoTe₂, a Schottky photodiode with a high photoresponsivity of 90 AW⁻¹ is demonstrated. This study proposes facile polymorphic engineered structures that will greatly benefit realizing integrated photonics and optoelectronic circuits.