电网运行状态可视化综述

电网运行状态包括电网在发电、输电、配电、用电这一完整过程中各个阶段的状态.面向电网运行状态分析的可视化方法,通过将专家经验融入数据分析过程,能有效地解决传统自动化方法的弊端,已被广泛应用于电网运行状态分析.文中介绍了电网数据可视化常用的3类数据,即图数据、时空图数据和多维数据,以及这些数据面向的4种可视化任务,即检测与辨认、相关性分析、态势感知预测.文中从数据和任务2个角度,回顾、总结了已有的可视化方法在解决电网实际应用问题中所起的作用,并分析了节点链接图、平行坐标图等多种可视化方法在不同电网运行状态分析任务中的利弊.研究分析表明,电网运行状态可视化仍面临着难以处理海量数据、实时流数据,并且缺乏完整、全面分析工具等诸多问题.     

彩色体三维显示系统上基于GPU的实时均匀体素化算法

为了使基于旋转屏的彩色体三维显示设备在显示动态场景时实时且高分辨率、高质量地实现圆柱体空间彩色体素化,提出了一种基于GPU的算法.首先在长方体空间内完成对三维场景的实时彩色体素化,将生成的数据保存于多张纹理工作表中;然后采取多对多映射的方法对这些工作表进行重采样,得到该场景在圆柱体空间内均匀的彩色体素化结果.实验结果表明,该算法在GPU内完成,达到了实时性要求,并在基于LED旋转屏的体三维显示设备上获得了令人满意的三维虚拟场景再现效果.     

基于实拍图像的人脸真实感重建

给出了基于实拍人脸图像的三维逼真人脸模型的重建算法,该算法首先在两幅人脸图像上交互标识特征点对和输入摄像机的广角参数来实现摄像机定标,进而匹配出两幅人脸图像上的其它对应点,实现模型的三维重建,作者用半自动垭达到匹配目的。用手工编辑建立的二维对应网格,得到初始人脸外开和鲁棒的最大拟然立体虎法自动匹配出稠密的对应点,重建出表示人脸的散乱三维数据点团;最后利用这些稠密的三维数据点去迭代矫正和自适应细分手     

点元表示的参数曲面相切判断与计算

提出了一种基于点元的参数曲面求切新算法,该算法先对曲面进行离散点元采样,通过层次包围盒测试,建立法向包围锥,对判断为可能相切的区域,根据精度自适应动态重采样点元,最后进行求切运算.实验表明,通过对曲面可能相切区域分析检测,能够针对曲面相切的情况在可控误差范围内有效求出切点,算法稳定可靠且易于交互.     

一般点模型的交互式布尔运算

提出了一个适用于一般点模型的交互式布尔运算算法,此算法由4个步骤组成．首先将点模型表示为自适应的三色八叉树,然后利用自适应八叉树结构加速内外测试．对于局部采样密度不一致的相交区域或曲率太大容易导致较大求交误差的地方,实行了自适应细分加密采样;重采样相交的部分以获得更精确的求交结果．与已有的点模型布尔运算方法相比,该算法适用于一般的实测点云数据,包括少量噪声的点模型、非均匀采样以及不同分辨率点模型之间的交互式布尔运算。     

面向Overlay技术的镜面高光快速算法研究

在虚拟环境实时漫游中利用画面连贯性加速生成真实感图形的研究工作中，镜面分量的计算量往往较大，且因其与视点相关而难以利用其连贯性。本文采用ｏｖｅｒｌａｙ技术，把景物表面光亮度中的镜面分量作为一个独立层面进行叠加，在此基础上提出了一种新的镜面高光分量绘制模型，新模型采用光亮度可分辨性来完成其快速绘制，并在虚拟环境实时漫游中能满足限时计算要求，在实践中取得了良好的效果。     

点模型的多分辨率形状编辑

提出了一种基于几何细节映射的点模型的形状编辑方法.几何细节是曲面的一个重要属性,定义几何细节为原始曲面及其基曲面之间的向量差,该基曲面由多层次B样条所构成.通过基曲面上的局部仿射坐标,则可以得到与之对应的多分辨率几何细节表示,曲面的低频信息和高频信息易被用户所指定的频段分离.通过调节基曲面的形状,再将这些几何细节映射上去,可以对模型进行保细节的变形;如果将几何细节映射到其他物体上,将可以得到几何细节迁移的结果.为点模型开发了多种特征保持的编辑算子,实验结果表明,所提出的方法是一种有效的点模型造型算法.     

基于时空连贯性和几何简化技术的复杂场景快速消隐绘制算法

提出了一个结合层次遮挡图像缓存的快速消隐绘制算法,本算法首先利用空间连贯性对场景实行快速保守的消隐,对可能可见的近景、中景使用几何绘制,对可能可见的远景实现了基于图像和几何混合的加速绘制,实验表明,由于充分利用了空间连贯性和图像简化技术,本算法效果良好,可适合各种复杂度场景的快速绘制。     

一种统一的硬件加速自适应EWA Splatting算法

提出了一种新的硬件加速自适应EWA(椭圆加权平均)Splatting算法框架,可同时适用于三维体数据和点模型.算法将高斯重建核与低通图像滤波核结合,得到反走样、无模糊的高质量图像.提出一种高效的白适应滤波方法,减少了高质量EWA Splatting的计算量.提出了自适应体EWA Splatting的3种数据存储模式和一系列高级特性,其中包括交互式分类、体一面混合绘制策略和自适应浮点累加.展示了如何在可编程图形处理单元(GPU)中计算体数据和点模型数据的EWA Splat基元.实验表明,文中的方法在一台普通微机上每秒可绘制1500万～2000万个基元,达到较高的图像质量与交互的绘制速度.     

参数曲面点元离散求交法

提出了一种基于点元的参数曲面求交交互式新算法。该算法在参数曲面上进行自适应的离散点元采样,将点元组织为空间八叉树结构进行求交运算,最后进行交点排序并得到最终的求交结果。与以往的参数曲面求交方法相比,本算法更简单高效。实验结果表明,本算法稳定可靠,误差可控,而且可以达到交互速度。