基于VTK的虚拟心脏切面交互式可视化方法

为解决传统医学影像技术方向性单一的问题,满足临床医学从不同方位从整体或切面等多角度对器官组织进行观察分析的需求,提出了心脏核磁共振成像(MRI)数据的体可视化和任意角度切面的可视化方法.基于可视化工具包VTK,在VC6.0开发环境中,运用光线投射算法设计并实现了MRI羊心脏切片数据的三维体绘制,横断、冠状、矢状位置的标准切片、切面以及任意角度、任意位置切面的绘制技术.通过简单的鼠标操作就可以实时的对切面进行移动、旋转、缩放等交互操作.实验结果表明:该方法有助于医生从多个方位观察整体器官组织和切面形态.在疾病预防、医疗诊断、手术方案制定以及术后评价中具有较大的实用价值.     

基于超网络的集成工艺决策与调度问题研究

针对多工艺产品的加工路线决策与车间调度方案不能同步制定的问题,在制造车间数字化背景下,提出集成车间不同要素信息的特征—工序—机器—工人的超网络结构,建立基于超网络的加工路线决策与车间调度模型,设计一种集成工艺决策与车间调度的两阶段混合遗传算法求解模型。在工艺决策阶段,设计特征—工序双层矩阵编码染色体保持加工路线的多样性,并在遗传算法的执行过程中使用变邻域搜索方法增强算法的局部搜索能力;在车间调度阶段,采用NSGA-Ⅱ算法优化调度模型,将得到的调度方案多目标值返回至工艺决策阶段用于加工路线的适应度评价。最后通过仿真实验验证了该算法的可行性与有效性。     

两阶段链视角下河南省城市科技效率评价研究

建立两阶段链DEA模型,研究科技投入产出效率,由第一阶段科技创新和第二阶段科技应用组成。选取了2006~2013年共8年数据,对河南省城市科技投入产出进行评价分析,组成结果显示:(1)一些城市科技资源配置机制运行较差;(2)城市技术效率呈现以郑州为中心的偏高,其他城市较低,且其他城市与郑州市的科技效率差距较大。     

基于两级插补机制的NURBS曲线插补器研究

针对非均匀有理B样条（non-uniform rational B-spline,NURBS）曲线高速高精加工过程中计算负载高的问题,提出一种基于两级插补机制的NURBS曲线插补器方案,在主控端执行第一级插补,完成曲线预处理等粗插补工作;在运动控制端执行第二级插补,完成加减速及实时位置输出等精插补工作。同时,设计并开发基于ARM-FPGA架构的实验平台,可用于两级插补器的实验验证,具有一定的现实参考意义。     

基于分块的大规模地形实时渲染方法

将地形数据分块技术、层次细节模型（LOD） 技术、改进的ROAM 算法和数据预取技术等相结合,提出了一种超大规模地形数据实时渲染方法.通过分块策略对规则网格进行区域分割,采用空间填充曲线对分块网格进行多分辨率排列,并建立三角形节点顺序与剖分点之间对应关系的快速检索,实现数据快速调度;视见体投影简化分块裁剪算法降低可见性判断的复杂度,提高了计算效率;改进的四队列ROAM实时构网算法,很好地利用了相邻帧的相关性,有效地提高了渲染速度;基于视点预测、部分数据常驻内存的多线程数据预取实现了场景规模基本不相关的连续LOD实时渲染.实验结果表明,该算法高效可行,适合于海量地形场景的快速渲染和交互漫游应用.     

Analysis of oxygen-18 tracer profiles in two-stage oxidation experiments (I): predominant oxygen diffusion in the growing scale

Typical two-stage oxidation experiments in high-temperature oxidation studies on metals are analyzed. Two cases of predominant oxygen diffusion in the scale are studied: pure volume diffusion and simultaneous transport via grain boundaries and via the bulk. An analytical expression for the growth of the oxide layer is given for the assumption that the chemical potential of the oxygen varies linearly over the oxide layer. The numerical treatment of the differential equation is improved so that the calculation is possibly faster and/ or more accurate compared to a method given in the literature. The experimental profiles are described by four parameters, the grain boundary width, the grain radius, and the volume and grain boundary diffusivities. Two equations correlating these parameters can be extracted from the profiles. Two benchmark tests are described for testing the program. An analytical solution is presented which approximately describes the distribution of O-18 in the oxide layer for pure volume diffusion. Experimental SIMS profiles on Fe-Cr-Al alloys are explored on the basis of our calculation.     

Filtering Multi‐Layer Shadow Maps for Accurate Soft Shadows

In this paper, we introduce a novel technique for pre‐filtering multi‐layer shadow maps. The occluders in the scene are stored as variable‐length lists of fragments for each texel. We show how this representation can be filtered by progressively merging these lists. In contrast to previous pre‐filtering techniques, our method better captures the distribution of depth values, resulting in a much higher shadow quality for overlapping occluders and occluders with different depths. The pre‐filtered maps are generated and evaluated directly on the GPU, and provide efficient queries for shadow tests with arbitrary filter sizes. Accurate soft shadows are rendered in real‐time even for complex scenes and difficult setups. Our results demonstrate that our pre‐filtered maps are general and particularly scalable.     

渲染农场研究进展综述

作为高性能计算领域的新兴应用,渲染有着计算密集和数据密集的应用特征,如何提高渲染农场的效率进行大规模快速渲染,近年来逐渐成为研究的热点问题.对渲染农场的国内外应用现状作了介绍,阐述了渲染农场的组织结构和工作流程.针对渲染农场在优化作业调度算法、改善负载均衡策略以及完善渲染管理平台等三个方面的研究,进行了全面的分析和比较.探讨和总结了在云计算背景下渲染农场在渲染作业调度策略、异构集群渲染任务分发算法、基于云模式的渲染农场新架构和负载均衡策略这四个方面中有待进一步研究的问题.     

移动图形处理器的现状、技术及其发展

3D图形绘制技术已经渗透到各种移动设备中.相对于桌面PC,移动设备图形处理需要以更低的功耗、更有限的内存带宽和较低的运算能力实现高性能、高质量的图形显示效果.文中介绍了移动图形处理器发展现状,从硬件设计方面分析了这一领域未来面临的挑战;分析了当前移动图形处理器中区块式和立即式渲染的架构特点,总结了渲染过程中加速数据流计算方法和芯片低功耗设计方法.最后展望了移动图形处理器的发展趋势.     

面向移动终端的分布并行化渲染

目的 随着移动互联技术和实时渲染技术的快速发展,面向移动终端的3维展示提供了远程交互式的模型渲染,但较高的渲染计算复杂度与较大的数据处理规模,影响了移动终端3维展示的渲染质量和实时性。针对以上不足,提出一种面向移动终端的分布并行化渲染方法。方法 该方法将渲染任务分布到服务端与终端,服务端采用层次细节模型控制场景复杂度,生成初次渲染图像;终端采用基于图像的渲染技术再次绘制图像,提高渲染质量,同时在渲染过程中利用CUDA(compute unified device architecture)并行计算加速渲染数据处理。结果 本方法有效提高了渲染速度,降低了数据传输量,并保证了图像质量,帧率和数据传输量优化了大约10.8%。结论 本文方法为面向移动终端的3维展示提供了很好的解决途径,在移动网络环境中,能够有效降低服务端负载压力,提高资源利用率并改善用户体验。