大规模三维标量场并行可视化技术综述

并行绘制是提高大规模三维标量场可视化效率的一种重要方法,分别对三维标量场的两类重要可视化方法面绘制方法和直接体绘制方法进行了阐述,并结合这两类可视化方法对其并行绘制中的各种并行模式、负载平衡和图像合成算法进行细致的分析和比较;对国内外较有名的并行绘制系统实现进行了分类与对比;最后,在总结现有研究成果基础上,分析了该领域的下一步发展趋势,为大规模性三维标量场的并行可视化提出了新的问题和思路。     

基于XML的飞行器虚拟样机总体设计

飞行器虚拟样机总体设计是一项复杂的系统工程,涉及到众多的学科领域之间的协同设计,针对总体设计阶段分系统处于异构平台并行设计、集成类型复杂、涉及面广的特点,对飞行器总体设计按功能模块进行详细划分,采用流程化“向导”模式进行设计,并采用XML数据文件作为数据交换平台,通过设计通用的XML数据描述,实现不同模块、不同商业软件的数据互操作,结合可视化技术,构建了飞行器虚拟样机总体设计流程化、数字化、虚拟化的设计平台及可视化演示系统。     

空间电磁环境可视化系统的研究与应用

设计并实现了一个空间电磁环境可视化系统,能够对空间电磁环境中的地形与电磁数据进行统一建模,解析并作可视化映射,从二维、三维空间等多个维度对电磁场进行可视化处理,实现了电磁分布态势、等值线、传播方向路径等多种形式的电磁环境可视化方法,该系统能够为用户提供一种更为高效的空间电磁环境可视化分析工具。     

软件锁相环并行化方法研究

为了提高软件锁相环的运行效率,根据虚拟无线电系统中数据块式的传输模式,提出了一种基于数据冗余的软件锁相环并行化设计方法。该方法克服了由于并行数据的非连续性对软件锁相环性能的影响;充分利用了计算机系统的并行处理性能。详细论述了该方法的实现原理,从加速比、并行效率方面分析了该方法的实时性。仿真结果表明并行化的软件锁相环同单环具有相同的跟踪精度与动态性能,并在计算机平台上通过对实际信号的解调,验证了该方法的实时性。     

工程分析数据沉浸可视化的关键技术研究和应用

对工程分析数据进行可视化是产品设计师洞察所设计产品性能的有效途径,而目前的商品化CAE软件的可视化功能在交互方式存在局限性,用户难以感知大型复杂模型中较隐蔽的细节信息,从而大大约束了对产品和物理现象的观察。本文提出了一种创新的结合虚拟现实技术的工程分析数据可视化方法,将虚拟现实技术和工程分析数据的可视化有机结合起来,给出了该方法的实现原理并探讨了其中的一些关键技术,从而建立了各工程分析软件与虚拟现实环境之间的联系,最后在Powerwall虚拟现实系统上进行实例验证,并应用在工程实践中。     

体系仿真分析中指控网络可视化表现系统研究

在界定了面向体系能力仿真分析的可视化表现基本概念的基础上,给出了面向体系能力仿真分析的指控网络模型的功能分析和可视化表现需求分析。按照可视化表现需求分析的基本内容和目标,首先研究了指控网络拓扑结构可视化表现方法,提出了一种拓扑图布局算法;其次,提出了行为的分层次可视化表现方法;再次,提出了交互的分领域可视化表现方法;最后,给出了仿真结果数据的图表可视化表现方法。在阐述了可视化表现系统具体实现方法和技术后,给出了指控网络可视化表现效果示意图,验证了该可视化表现方法的实用性。     

基于ArcEngine和VRML的森林景观可视化系统

讨论了一种构建森林景观可视化系统的新方法,基于三种数据源,即遥感影像数据、地形图数据、林相图数据,将地理信息系统的二次开发技术与VRML(虚拟现实模型语言)相结合,利用景观可视化技术构建并实现了森林景观的可视化,缩短了空间数据的输入和参数化过程,为空间数据的可视化提供了一条思路.     

并行离散事件仿真集成开发环境的设计与实现

大规模并行仿真往往包含大量的实体模型,如何对这些实体模型进行灵活重组、高效集成、初始化设置和任务分发是并行仿真应用需要解决的重要问题之一.针对目前并行仿真应用开发的实际需求,设计实现了一个可视化的并行仿真系统集成开发环境,该环境以树型结构可视化地显示数据库中可供选择的对象模型,支持用户以"拖拉"方式选择需集成的对象,支持仿真对象初始化参数和分发方式的可视化设置,并能根据用户设置自动生成程序运行框架、初始化参数文件及工程文件.     

基于Skyline的空战仿真数据三维可视化回放研究

对空战仿真数据进行三维可视化回放,直观逼真地还原空战仿真过程,为用户了解空战过程中任意时刻、任意视角和任意目标的信息提供交互工具,对研究空战有着重要意义.设计了基于Skyline的空战态势三维可视化回放实现方法,并对空战仿真数据的压缩存取、目标的动态加裁,标牌显示、带轨迹变化的态势拖放等实现方法,实现了数据的三维可视化回放,并有效提高了态势回放效率.     

基于激光扫描数据的三维可视化建模

利用地面三维激光扫描仪获取的空间数据,进行了三维空间地物可视化建模研究,提出了利用地面固定激光扫描数据建立建筑物三维可视化模型的框架。针对激光扫描数据的特点进行了地物分离和降噪处理,提取目标建筑物,去除测量噪声和遮挡物;应用平面分割和Hough变换对目标物识别并提取特征点、线、面,进行目标建筑物立面整体匹配纠正,在此基础上,对原始测量数据进行重新采样和多站点拼接配准,得到正确的、完整的目标建筑物立面信息;通过构建三角网建立三维表面模型,通过进行纹理映射实现三维模型可视化表达。试验结果表明,利用上述方法可以有效地处理三维激光扫描获取的空间点位数据,实现对建筑物快速三维可视化建模。     

三维建模中平面分割并行算法的设计与实现

基于高性能集群的并行计算在许多领域得到了广泛地应用和发展。针对三维建模的特点,设计和实现了平面分割的并行算法,重点阐述了并行算法中各进程的数据分配和通信方式等关键问题。并通过实验,给出了该并行算法的加速比和效率,验证了并行计算在三维建模中的优势。     

组网雷达探测能力的并行计算与可视化方法研究

深入研究了并行计算与并行绘制相结合的并行框架构建问题。针对组网雷达探测能力的计算与可视化特点,在(PC)集群的基础上,构建了一个并行计算与可视化运行框架。该框架在并行计算中,采用八叉树分割的方法对组网雷达计算区域进行任务分配；在并行绘制中,采用sort-last的并行绘制机制。仿真试验结果表明,该运行框架能够有效地满足大规模组网雷达探测能力计算与可视化的应用需要。     

分布式星载SAR回波仿真的并行化计算研究

对分布式星载SAR系统地面回波仿真程序并行化算法进行了研究。重点介绍了分布式小卫星SAR系统多星协同工作的仿真策略、各并行节点任务的分配策略和并行节点问大量数据传输的策略。实验证明此并行化算法具有较高的加速性能，具有实际的应用前景。     

水平不变海洋声道中WKBZ简正波方法的并行算法

并行算法是解决大数据量运算耗时过久的重要途径，在PC机群上实现并行算法是一种低成本、高效率的解决方案。首先介绍了计算机机群系统，在此基础上，建立了基于LINUX和MPI的PC机群实验环境，实现了WKBZ简正波方法并行计算，并利用建立的试验平台，对并行算法进行了测试，比较了并行WKBZ简正波计算和串行WKBZ简正波计算耗时的差异。根据理论研究和实际测试的结果，总结了利用PC机群系统进行并行WKBZ运算的可行性，得出了一些有意义的结论。     

FDTD并行计算中的区域划分及负载平衡

与并行处理机相比,基于局域网的并行FDTD算法是解决复杂电磁问题相对简单的、有效的方法。本文讨论了利用网络进行FDTD并行计算时需要解决的两个关键问题:区域划分及负载平衡策略,并利用局域网内的2台和4台PC实现了对平面光波导实例的并行计算,给出了实验结果。结果表明,利用该方法可以获得较好的加速比,并能大大提高计算的效率。     

汽车碰撞有限元仿真的并行计算及其性能研究

并行计算是提高汽车碰撞有限元仿真的计算速度和求解能力的有效途径。文章简要介绍了汽车碰撞有限元仿真并行计算的区域分解方法,给出了处理接触时的并行计算流程,分析了并行求解过程以及主要时间开销。在此基础上,研究了两种硬件体系结构和不同处理器数目对计算效率的影响。最后研究了不同的区域分解策略对整车碰撞计算效率的影响。研究结果对最终用户选择合适的硬件平台和计算软件具有指导意义。     

爆炸冲击效应数值仿真中的几项关键技术

爆炸冲击效应的数值仿真，涉及到大变形、高应变率以及材料的破坏，传统的拉格朗日或欧拉方法在解决该问题均有很大的局限性，为克服或消除这些局限性，先后发展了网格重分、ALE、CEL、FLM、SPH等方法，各有所长，但尚未完全解决；而在实际工程中，切合实际的岩土介质本构关系则是数值仿真的关键；高效并行计算与可视化则是数值仿真的必由之路。     

多视图像的三维重建并行计算仿真平台

针对基于视频图像的三维重建所需设备复杂和计算量大的问题,提出基于CUDA的可视外壳并行计算仿真实验平台。用三维图形绘制管线中的视点模拟真实相机,应用相机参数将各图像中物体轮廓坐标统一转换到世界坐标系,利用CUDA并行计算可视外壳。在此平台上将基于体素的可视外壳生成算法转化为CUDA线程块并行计算,仿真实验表明加速效果明显。