应急联动系统集成框架

应急联动系统(coaltion emergency response system,CERS)是大型时空信息应用动态集成系统．CERS需要动态实时集成不同业务的已有或新建应急服务系统,目前的集成大都专注于技术层面的互联互通．本文提出了基于XML(extensible markup language)、web service、ontology等技术的集成框架I~2CERS(integrated infrastructure of CERS),它包括集成总线及adapter service、元数据库及集成协调器与供二次开发的API(application programming．in- terface)及Web service工具集,实现了数据互操作、软件互操作与语义互操作．数据交换格式与通讯协议均用XML定义；所有应用通过SOAP(simple object access protocol)协议实现互操作．进行了I~2CERS的初步实现,结果表明,此集成框架实现了大规模信息及服务的动态集成,能保护已有投资,并能集成网上丰富的商业web service,是一个开放的可扩充的框架．     

基于PVM的并行辐射度声学仿真算法

针对建筑环境的复杂性及建筑声学仿真的实时性要求,提出用并行辐射度算法求解整个声场的声能,计算单位脉冲响应,并启用多处理机将频率分段求解,进而得到全频段的脉冲响应.在此基础上,对并行算法复杂度进行分析,同时对一个室内声场进行模拟,验证了算法的有效性,并给出并行算法加速比特性曲线.理论分析与实验均表明,采用并行算法可以有效提高复杂场景声学仿真的效率.     

基于纸的物理建模的水墨画扩散效果仿真

为了更真实地模拟中国水墨画的独特艺术效果，提出了一种全新的基于物理建模的仿真方法。该方法构造了一个可控的物理纸模型以模拟宣纸，再在该模型上进行水墨扩散过程的模拟运行，以实现真实水墨画扩散效果的仿真。通过对宣纸纤维分布随机性的模拟，该方法成功地实现了“粒状现象”和不规则扩散边缘的仿真；并且还能控制致密度、吸水性以及纸纹理以模拟各式各样的宣纸。实验表明，该方法达到了十分自然逼真的仿真效果。     

基于可编程图形加速硬件的实时光线投射算法

为了在保证绘制图像质量的基础上将体绘制算法的绘制速度提高至实时,提出一种基于可编程图形加速硬件(GPU)的光线投射算法实现(GRC,GPU-based Ray Casting)。GRC在可编程GPU中进行重采样和分类,使用矩阵逆运算以降低重采样坐标的计算复杂度,使用后分类技术以降低算法的空间复杂度。实验表明:对于2563规模的体数据,GRC能够在保证图像质量的基础,以超过30fps的速度进行绘制。     

用未定标相机构造三维模型

我们提出了一种新的基于图象的造型方法。与传统的需要精确定标的体积建模方法不同,这种方法只需要弱定标。这种方法有三步,首先是灭点进行摄像机定标,然后用空间雕刻算法得到三维模型,最后用视点相关的合成方法改善结果。     

基于纹理合成的中国山水画系统仿真

在中国水墨画仿真研究成果的基础上,深入研究山水画的笔墨和造型特点,鉴于其效果的复杂多变性及皴法纹理的自相似特征,提出了以纹理合成为基础的山水画系统仿真绘制算法。该算法首先勾勒出山石轮廓,再用纹理合成对轮廓内部加以渲染填充,并引入目标图来实现用户对合成过程的交互控制。结果表明,该仿真算法较为成功地实现了山水画典型艺术效果的绘制。     

3D实用毛笔模型的物理仿真

从水墨画成画机理出发提出一个实用的3D毛笔模型系统,精确模拟毛笔几何形态及运动弯曲等动态交互行为．提出势能一阈值方法以灵活控制毛笔形变的弹塑性转化及扭转程度．采用快速分叉算法,随机生成真实感很强的毛笔分叉效果．结合3D毛笔模型和虚拟宣纸模型设计了水墨扩散传输算法,从而形成完善的水墨成画机制．上述方法可有效仿真艺术创作过程中毛笔的动态变化,实现单笔扩散、多笔次叠加和干笔飞白等数字水墨特效．     

一种时间序列表示算法及其在聚类中的应用

时间序列数据量远远大于普通数据库的特点,导致一些通用的数据挖掘工具直接应用于时间序列效果很不理想。为此提出了一种时间序列分段线性化表示算法,这种表示方法将大大提高相似性测量的计算速度。在分段线性化表示的基础上提出了一种相似性计算方法,该方法对于时间序列的多种变形都不敏感。将k-平均(k-mean)聚类算法应用于分段线性化表示的时间序列,聚类结果表明算法非常有效。     

改进的光辐射强度估算

光子图是一种高效的全局光照算法,能够模拟物理真实感光照效果.然而,经典的光子图算法的光辐射强度估算不够准确,尤其在物体的细节区域光通量计算有很大误差,细节部分的绘制质量很差.分析了光辐射强度估计的过程,找到了产生较大误差的原因,进而提出了一种改进的光辐射强度估算方法.对于搜索范围内的每个光子,求出它在绘制点的切平面上的投影,判断投影点与绘制点之间的距离是否小于搜索半径,进而决定是否使用该光子计算光通量.改进后的算法虽然增加了一些计算时间,但是显著地提高了光辐射强度估计的准确性.理论分析和场景测试证明改进后的算法明显改善了物体细节部分的绘制效果.     

可定制Tcore处理器指令调度设计

基于传输触发体系结构可定制Tcore处理器具有理想的性能/价格比.但由于大量数据传输细节在体系结构一级可见导致了过低的编译效率.为此,提出了一种基于MACHSUIF中间格式的可重定目标编译器架构,将表调度与关键路径算法相结合以实现高效指令调度,从而大幅度提高编译质量.此外,通过基于操作的调度方法解决指令调度过程中功能单元的死锁问题.通过在4个DSP应用上进行测试,指令级并行度比传统的MoveFramework提高40%左右.