图学与几何

本文讨论图学与几何的关系。从形是图之源、图形/图像的本质是几何这个基本认 识出发,指出图的产生、表示、处理与传播过程都是在处理几何的定义、变换与其间关系,因 此图与图学的基础是几何,图学计算的基础是几何计算。基于图学与计算的内涵分析,剖析了 图形计算的本质、矛盾和关键技术。讨论了代数与几何在图学计算中各自的作用与利弊,强调 人在算法设计中的主导地位。指出生成一幅图或构建一个模型的主要工作不是决定构成该图或 模型的元素本身,而在于找出元素之间的相互关系。针对图形图像已经成为计算的主要对象与 结果表述,介绍了一种基于几何的形计算机制,弥补常规数计算的不足,追求“形思考、数计算” 的几何计算新模式。     

图与图学

图与文字、数字一样,在人类的社会进步、经济建设和科技发展过程中起 着不可替代的作用。但图与图学的定义与地位从历史和当前角度来看,仍是一个没有深刻和 系统阐明的问题。现在的工程图学、计算机图形学、计算机图像学等各有自己的学科定义、 定位以及各自独立的发展道路,但由于没有与图和图学相关联,致使这些学科呈现出某种分 散性和局限性。从形（几何）的角度揭示图的本质,给出了形与图的科学表述。提出“大图 学”概念,整合分散在其他学科中的与图相关的科学与技术。重新认识与定位图学的地位和 作用,给出它的定位与定义,构建了图学学科的整体框架和三级学科分类体系。认为文学、 数学、图学三者构成了科学与工程发展的基础,昭示了图学的基础性和重要性。     

Voronoi区域面积的计算方法

1 引言在计算几何中,Voronoi图理论成功地解决了找最近点,求最大空圆,求n个点的凸包,求最小树等问题。此外,Voronoi图还在生态研究、城市规划以及优化配置等许多领域有重要应用。为简化书写,本文在下面的叙述中,将“Voronoi”简记为“V-”,如“V-图”指的是"Voronoi图”,“V-区域”指的是“Voronoi区域”,等等。     

图数据分析系统计算模型综述

随着大数据时代的到来,图作为一种表示和分析大数据的有效方法,正成为学术界和工业界广泛关注的焦点.图数据具有规模巨大、耦合性强、动态变化等特点,需要新的计算模型支持高效的图计算系统对大规模图数据进行处理.对图计算系统计算模型的研究现状进行了调研和综述,首先介绍图计算系统的产生和发展,然后将主流图计算系统中的计算模型按照计算对象分为:结点中心计算模型、边中心计算模型、路径中心计算模型和子图计算模型四类,重点介绍结点中心模型的应用和性能,最后对图计算模型的发展过程进行总结,并展望图计算模型未来发展方向.     

分区加权Voronoi图的性质及其面积计算

分区加权Voronoi图是Voronoi图和加权Voronoi图的推广,可以用来模拟移动通信中基站发射天线分扇区以不同功率向周围发射时所覆盖区域的形状。首先,给出了分区加权Voronoi图的性质、定理及相关证明;其次,分析了分区加权Voronoi图中的各种区域,并给出了一种计算相应区域面积的算法;最后,利用分区加权Voronoi图模拟石家庄市部分城区中的基站建设情况,并对模拟产生的重复覆盖、服务区和盲区面积进行了计算。     

计算时代工程图学之定位与建设思考

在2次《图学学科发展报告》基础上,专门讨论工程图学科学与学科的继承问题,探讨其在计算时代的定位与发展。梳理工程图学及画法几何的理论、方法和技术,揭示工程图学无歧义表达、完成工程计算中所隐含的严密理论及科学价值。剖析在计算时代工程图学呈现和渗透到计算机图形学的某些新形态。分析这2大图学分支的共性,特别是两者在图形思维和计算思维上对CAD的支撑作用。以此共性基础为核心,以工程应用为导向,以科学研究与人才培养为目标,探索建立多元思维融合的工程图学学科建设框架。     

现代图学教学中的图感因素探析

为探索工程图学的有效教学方法,论文从心理学的角度在对图感因素进行 深层分析和认知的基础上,研究丰富了图感的概念及其本质特性;结合教学工作实际探索了 图感培养的方法,以期创造更加符合认知规律的教学模式,更好地提高学生的图学文化水平 和图学思维能力。     

赵学田对中国图学学科建设的贡献

中国当代图学学科的建制发轫于图学教育。著名图学家赵学田教授,以毕生的精 力献身图学教育、普及图学知识,教学中将机械制图最基本的投影几何知识点编成歌诀、以口 诀讲授,积极倡导图学电化教学;并筹办湖北省制图学会暨全国制图学术交流会、成立中国工 程图学学会、推动中国图学史--即学科历史的研究,为中国当代图学学科的建制化过程作出 了贡献,他是中国图学学科建设的奠基人。     

基于C++的Voronoi图数据结构的设计与构造算法研究

通过对Voronoi图的定义和组成的分析,对其主要构成几何元封装成相应的C 类,用逐点插入算法实现其构造. 针对算法中若干具体细节提出了许多新颖的处理方法,如循环查找待处理单元算法和插入剔除算法等,并给出退化情况的处理.     

基于流的实时碰撞检测算法

实时碰撞检测是计算机图形应用中不可或缺的问题之一,复杂物体间的实时碰撞检测至今仍未能得以很好的解决.高性能可编程图形硬件的出现,正在改变着通用计算仅能由CPU完成的传统观念.探索性地采用了可编程图形硬件来解决复杂物体间的实时碰撞检测问题.通过将两个任意物体间的碰撞检测计算映射到图形硬件以有效利用图形硬件的并行架构,由实时绘制过程快速产生碰撞检测结果.为此,算法首先将碰撞检测问题转化为一组线段集合与三角形的求交问题,以实现碰撞检测算法向可编程图形硬件的迁移.在对算法复杂度进行理性分析的基础上,给出了两种有效的优化技术以提升算法效率.实验结果表明,与现有的图像空间碰撞检测算法相比,该算法在效率、精确性和实用性方面具有明显优势.     

图学奠基的艺术教育意蕴与旨归

回顾多年从事图学教育及近年从事图学艺术教育的体会,从艺术教育的视角,提出图学的意蕴是彰显着生命意识与生命运动、孕育着工程与艺术的融合、催生着图学的新技巧等观点;还提出图学是以提高学生的艺术修养与创造能力为旨归。并以图学艺术教育中的收获现身说法,只要坚持探索与尝试,就会让学生在以图学为主、艺术教育为辅的教学模式中,有所收益。     

中国传统图形思维的危机

传统图形其实一直在以一种历史的形式存在着。它的整体含义已经不再是固定不变的,它处于不断变化生成的历史文化的前后关系之中。传统图形思维所蕴涵的文化意味和社会作用在现在的环境中已经失去以往的功能。因此,我们已经不能满足于以往只是追求传统图形思维被固定的那些原始意义,而应该研究取得一个新的价值认知坐标,使之具备充分的现实价值。中国的传统图形思维已经置身于现代多元资源融汇重组的构架之中。     

创意图形在广告招贴中的价值体现

随着知识经济时代的到来,现代高科技的发展,使各种新的广告媒体、新的传播手段、新的制作技术以及新的设计理念不断涌现,许多设计师在对招贴设计这种街头的广告艺术有了新的诠释与理解。任何设计在某种程度上都有各自存在的价值,创意图形在招贴设计中的现代设计价值则体现在它的社会价值、经济价值和文化价值。我们应该充分挖掘创意图形的价值所在,强化自己的创新能力,发挥更大的效益。     

图形变换的几何化表示 --论图形变换和投影的若干问题之一

对已有文献中一般采用分离的齐次坐标矩阵的图形变换叙述方法做了比较大的改进．根据仿射变换理论,从几何计算的理论和算法出发,探索了图形变换的几何化表示机制．将图形变换与基本几何有机地联系在一起,用有向直线求解系列函数构筑图形变换齐次矩阵,统一了平移、旋转、错切、对称和比例等坐标变换．     

基于图形处理器的点云快速光顺

点云数据光顺是点模型数字几何处理的一个重要研究内容。在海量数据规模应用中,不仅需要较高的光顺质量,而且需要有快速的处理速度。传统的基于CPU的光顺算法串行地处理每个采样点,导致巨大的时间开销。本文提出一种适应于图形处理器的点云快速光顺算法,将多个采样点处的协方差矩阵组织成一个大规模稀疏矩阵,以纹理图像的形式保存该稀疏矩阵,在像素程序中利用图形处理器强大的并行计算能力迭代求解协方差矩阵的最小特征值与特征向量,并据此计算光顺的速度和方向。实验在配有GeForce 8600GTS显卡的平台上进行。实验结果表明,基于GPU的点云光顺算法较之基于CPU的算法能够显著提高计算效率,从而为快速点云处理提供了良好的支持。     

基于AutoCAD的图形数据的调用与处理

该文探讨了在Word中调用AutoCAD图形的几种方法以及具体的操作步骤,并对这些方法进行了分析比较,明确了各种方法的优缺点。利用这些方法,既可方便文字的录入,又可发挥AutoCAD的绘图优势,有效地实现图文混排的效果。     

对工程图学学科和图学学科的若干认识

从“形”和“图”两方面对图形进行了深入的讨论。总结了“形”与“图”的三种类型,并由此指出了工程图学学科和图学学科在研究对象上的差别。在文献调查和分析的基础上,对两个学科的定义给出了新表述。探讨了学科体系的组成,给出了图学学科的7个分支及每个分支中的科目,也给出了工程图学学科的5个分支及每个分支中的科目。     

一种面向移动终端的三维图形服务计算方法

提出一种基于服务计算架构的三维图形简化算法和图形在网络上的渐进传输方法。细密的网格通过逐层地删除其冗余信息,最终生成由稀疏的基网格和一系列误差值组成的渐进网格。三维图形可依据不同分辨率的需求在移动终端上重建并渲染。实验表明,算法速度快,效果好。