基于内存映射文件技术快速绘制大场景流域模型*

应用内存映射文件技术将分割后的大场景流域模型（包括DEM地形、地形影像、地物模型、地物模型影像、元数据）在内存储器中建立了多进程共享的内存地址空间。在此基础上首先探讨了应用内存映射文件技术所用到的函数及其功能;接着分析了调用、存储大场景流域模型（大小约4 GB）所应用到的函数及其使用方法原理,并结合相关程序代码对具体的实现过程进行了详细的剖析;最后得出结论,应用内存映射文件技术不仅可以读取大场景流域模型数据文件（大小约4 GB）,而且可以充分利用计算机的有效资源加快大场景模型的绘制效率,实现实时交互绘制。     

森林场景的钢笔风格化实时绘制技术*

在大型复杂场景绘制关键技术研究项目中,通过把复杂场景绘制与调度技术,如Slicing、MMI、层次图像缓存和基本布告板等大场景实时加速绘制技术的多层次绘制方法,融合到非真实感绘制技术中,以提高系统面对复杂场景的实时绘制能力。最后实现了对森林等大型场景的钢笔画绘制,借助非真实感绘制技术中基于图像空间的生成方法,利用各种不同大小及形状的笔画实现了艺术化森林场景实时交互绘制。提出了植物多层次钢笔风格化渲染算法。     

基于GPU的大规模场景实时阴影绘制

阴影绘制中,阴影图算法因不依赖于场景,绘制效率高已成为了大规模实时阴影绘制的主流算法。针对平行分割阴影图算法存在首个分割区域过小,而方差阴影图存在"光渗"问题,细致分析了在大规模场景中,实时阴影绘制的各种改进算法,提出了一种基于平行分割阴影图算法和方差阴影图算法结合的混合算法。实验结果表明,新的混合算法既提高了阴影绘制效率,又明显改善了阴影的质量。     

大规模复杂场景交互绘制技术综述

大规模复杂场景的快速绘制是虚拟现实、实时仿真和三维交互设计等许多重要应用的底层支撑技术,也是诸多研究领域面临的一个基本问题.随着近几年三维扫描和建模技术的飞速发展,三维场景的规模和复杂度不断增大,大规模复杂场景的交互绘制受到了国内外研究者越来越多的重视并取得了一系列研究成果.首先简要回顾了大规模复杂场景交互绘制的研究进展情况;然后通过对其中涉及的主要关键技术进行总结分析,并对国内外典型的绘制系统进行比较和分类,阐述了大规模复杂场景交互绘制的主要研究内容,给出了大规模复杂场景交互绘制系统所应包含的基本组成部分和一般框架;最后对今后的发展方向做出了展望.     

基于粒子系统的飘雪场景实时绘制

为了实现真实感飘雪场景特效,提出基于GPU加速的飘雪场景实时绘制方法。飘雪场景作为自然环境特效的一部分,一直是虚拟现实领域研究的难点。详细阐述基于GPU加速的飘雪场景实时绘制方法,包括雪粒子的产生、初始化、属性更新、沉积计算、消亡、绘制等过程。给出实验结果与分析,包括飘雪场景、飘雪效果、飘雪沉积等实验。实验证明,该方法是可行有效的。     

大规模外存场景的交互绘制

在场景分割的基础上,提出一种连续分层层次细节模型组织场景,并对视点空间进行划分,为每个视点单元计算恰好满足单元内任意视点屏幕像素误差的场景图节点列表,称为cell-front;然后利用cell-front对外存模型的存储进行重新设计.在绘制时采用多线程技术,绘制线程对当前cell-front进行可见性剔除和视点相关的选择绘制;预取线程采用一种基于视点单元的预取策略,利用视点单元之间cell-front的变化控制预取数据的调度.该算法能够在保证场景绘制质量的前提下,在普通的PC机上实现大规模外存场景的实时交互显示.     

海量模型实时交互可视化技术综述

综述了海量模型实时交互可视化的最新研究进展,详细讨论了其中涉及的主要支撑技术,并对目前国内外典型的交互绘制系统进行比较和分析;最后,对今后的发展方向进行了展望。     

基于八叉树的复杂产品模型实时绘制技术

给出基于OpenSceneGraph场景模型的信息提取方法,利用八叉树对场景模型进行分割和视锥体剔除,有效提高了实时绘制的效率,尤其是对浏览场景细节时的绘制效率提高最为明显.采用基于分页技术的Pagelod方法,实现模型的动态调度,以减少I/O的负载,满足在有限硬件条件下虚拟场景中复杂产品模型的实时绘制要求.     

一个交互实时的多分辨率地形绘制系统

本文设计并实现了一个交互实时的多分辨率地形绘制系统，介绍了系统的组成、实时优化方法的以及地形几何和纹理数据表示和管理方法，并通过一实例对地形绘制系统的性能进行了评价。从绘制结果看，系统对地形进行实时优化时折衷考虑了国象绘制质量和绘制速率，在图象质量没有有明显退化的情况下极大地改善了地形绘制的性能。     

面向大规模地震体的多切片实时交互绘制优化

在普通计算平台上实现大规模地震体的多切片可视化时,传统缓存调度方法由于未考虑体块与切片的空间关联,导致交互时体块命中率较低,而常用的多分辨率绘制方法也难以达到较高的绘制质量,针对这些问题,设计了一种新的高速缓存调度策略——最大距离先出（MDFO）。首先,根据交互切片的空间位置改进缓存中体块的调度优先级,保证候选体块在切片连续交互时有更高的命中率;然后,提出了两阶段切片交互绘制方法,通过使用固定分辨率体块保证交互的实时性,通过渐进细化提升最终显示质量,并进一步结合体块数据的信息熵提升用户感兴趣区域的分辨率。实验结果表明,所提方法能够有效提高体块的整体命中率,提升比例达到60%以上,同时也实现了面向应用需求的高质量图像显示,较好地解决了大规模地震体可视化在交互效率与显示质量间的矛盾。     

超大屏幕实时交互分布式渲染平台关键技术

随着社会的发展,实时交互渲染越来越多地应用于类似游戏的虚拟现实中,在系统复杂度增加的同时,对系统硬件也提出了新的要求.实时分布式渲染可以较好地兼顾实时与成本问题,它一方面采用普通PC机降低成本,另一方面提高了系统实时性能和输出分辨率.在综合分析的基础上,设计并实现了一种通用的实时交互分布式渲染平台.     

基于双接收缓冲队列的CAN驱动模型设计

分析了WindowsCE.NET下基于单接收缓冲队列的CAN驱动模型在响应性能方面所存在的不足,提出基于双接收缓冲队列的CAN驱动模型设计。     

基于经济模型的网格cache的文件副本替换策略

网格系统中,采用复制策略来保证有效快速地读取大量分布的数据。然而每个节点提供存储副本的空间是有限的,当空间不够时就要用替换策略把价值最低的替换出去。提出了一种基于经济模型的替换策略,充分利用了经济学中拍卖的方式来使拍卖人的收益最大。用Optorsim模拟实验结果表明在网格环境下,与其他传统的替换策略相比可以有效地提高系统的性能。     

基于HTML5的生产装置实时监测可视化

提出一种基于HTML5的生产装置实时监测Web可视化方法。采用基于事件的自触发机制和WebSocket通信协议使服务器端主动传输数据,利用Canvas技术实现无浏览器插件式的页面动态可视化显示。基于ASP?NET平台开发生产装置实时监测Web可视化系统,给出系统架构和实现方法。实际应用结果表明,提出的服务器端自触发机制和WebSocket通信协议有效降低了服务器运行压力和网络吞吐量,提高了系统通信效率;开发的生产装置实时监测Web可视化系统无需安装浏览器插件,数据可视化效果良好。     

An accurate and practical buffer allocation model for the buffer cache based on marginal gains

A new dynamic buffer allocation strategy based on the notion of marginal gains is presented for the buffer cache that is used by the operating system to store frequently accessed disk blocks in main memory, and the performance of the proposed strategy is compared with those of previous allocation strategies. In the proposed strategy, marginal gain values are predicted by exploiting functions that approximate the expected number of buffer hits per unit time. Experimental results from both trace-driven simulation and an actual implementation in the FreeBSD operating system show that the proposed strategy accurately predicts the marginal gain values for various workloads resulting in significantly improved buffer hit ratios.     

Parameters of cache systems based on a Zipf-like distribution

The object of this paper is to explain a system of Internet traffic caching. The task is to create an analytical model of a cache system linking its size with other parameters by boundary conditions. A definition of a dynamic cache model is introduced. The parameters of a cache system are calculated using the Zipf's first law and Zipf-like distribution. The correspondence between size of a cache system and aggregated bandwidth of external links is derived.     

基于CIM的内存实时数据库的设计

随着电力工业的发展,各个应用系统之间信息共享和应用集成需求凸现出来,迫切的需要不同系统间都遵循一个标准的、开放的电力系统信息模型,并提供通用的数据接口.CIM模型和CIS接口的出现,很好的解决了这一问题.同时由于电力行业需要存储大量的有较高时间约束的数据,将数据存储在内存中,并且定期的将内存中的数据转储到硬盘数据库中,可以有效的提高数据库事务执行效率.其中基于CIM模型的数据在内存中的组织方式是设计的重心.该内存实时数据库在电力监控系统中已经投入使用,并得到了预期的效果.     

分布式和缓存技术在大并发量网站中的应用

对于高访问量网站,Web服务器端经常面临大并发量和海量数据流请求的问题,导致用户访问延时,利用负载均衡和内存缓存相结合技术可以解决这一问题。在服务器端采用集群下的负载均衡策略,将工作任务相对均衡地分配到各个节点上执行;采用内存缓存机制,通过优先读取内存中的缓存数据以减少对数据库的访问次数,进而减轻数据库负载。性能测试结果和用户体验反馈信息显示,该方法在大并发量访问时能极大地提高系统的吞吐量。     

分布式实时仿真系统高精度时间同步技术研究

在采用PC机和Windows操作系统的局域网上用软硬件相结合的方式实现高精度、高效率的时间同步是提高分布式实时仿真系统置信度、降低系统硬件成本的关键。给出了一种局域网时间对齐（LTS）算法和一种基于PC机自身资源的时钟构造方法。LTS算法在局域网环境下比目前广泛使用的NTP(网络时间协议)算法有更好的时间对齐效果，新时钟在性能上远远优于Windows系统时钟。最后设计了一个完整的时间同步方案，该方案达到了高精度、高效率时间同步和降低硬件成本的目的。