基于连续细节层次的地形动态生成技术

研究地形实时生成技术,采用连续细节层次快速绘制技术,按照地形的局部起伏程度和用户视点信息动态确定绘制时的地形网格。算法采用基于视角的误差度量方法,将静态误差在屏幕上的投影转换为该误差相对于视点的夹角。采用自顶向下搜索层次四叉树的方法以获得恒定的帧频,并利用相邻帧之间的连续性和三角形扇形结构提高地形的实时绘制速度,实验结果证明了算法的有效性,基于视角的误差度量方法和层次四叉树结构可以有效减少时绘制时     

一种用于水波动画的实时动态网格划分算法

水波动画需要对解域构建网格.提出一种基于改进的四叉树分割实时动态网格划分算法,通过定义矩形网格点间的约束关系,设置误差的传递方法,构建顶点的四叉树层次结构,有效解决了不同分辨率下层次细节的裂缝问题.最后,通过实验将水动力计算、动态网格划分与水面的绘制相结合,实现了大规模水域实时漫游系统.     

一种基于LOD技术的场地渲染方法

为了解决游戏引擎设计中渲染效率的问题,提出了一种基于LOD技术的场地渲染方法。首先确定正方形的渲染地形,并利用四叉树分割渲染该地形,然后更新遍历渲染地形,最后进行龟裂的修补。各步骤依次使用节点分割与简化,节点剔除,地形龟裂处理等主要技术进行实现。实验结果表明,使用LOD技术后大型场景的渲染效果在效率及效果上均有较大提升,从而有效地提高了游戏的运行速度。     

大数据量三维地形实时可视化的扩展算法

针对大数据量三维地形实时可视化问题,本文在传统实时优化自适应网络(real-time optimal adaptive mesh, ROAM)算法的基础上进行扩展,提出了一种视点相关的适合大数据量三维地形实时绘制的简单高效的算法.该算法是通过基于线性四叉树索引的数据管理模式进行管理和组织数据,并根据地形复杂度的不同对高程数据间隔提取然后渲染地形,从而大大降低了大范围三维地形的复杂度和计算量,同时该算法支持拓扑结构和多分辨率,有效地简化了地形模型的绘制,提高了三维地形实时渲染效率.并用微软基础类(Microsoft Foundation Classes, MFC),结合Open Graphics Library (OpenGL)开发了一个程序实例,进一步验证算法的有效性.     

基于层次划分的大规模LOD地形绘制

提出了一种适用于大规模地形绘制的模型,将地势起伏的因素纳入LOD(Level of Detail)的评价准则中,提升了地形绘制的效果.对地形块进行层次划分,并解决了地形裂缝、突变等问题.绘制结果显示,该算法较以往的算法有较大的改进,有效地解决了绘制速度与质量之间的矛盾.     

基于四叉树LOD技术绘制大地形的改进算法

分析基于四叉树的多分辨率网格简化技术LOD（Level Of Detail）的优缺点,在Lindstrom的基于定点化简准则的基础上,提出基于四叉树的LOD模型改进方法,即用最小二乘法估计地形精细度,用时间连续性方法处理视觉突起,用空间连续性方法处理T型裂缝。实验表明,改进的算法在一定程度上提高了地形漫游的运行效率并实现视点移动时地形绘制的平滑过渡。     

一种八叉树编码加速的3D纹理体绘制算法

针对后分类3D纹理体绘制算法在数据量较大或片元着色程序较复杂时绘制速度较慢的问题,提出了一种基于八叉树编码的加速算法.首先设置八叉树的高度,并根据空间位置对体数据逐层剖分,然后构建八叉树,用八叉树结点来保存生成子块的相关信息,最后遍历八叉树来实现空间跳跃,减少了在体数据内采样生成的片元数量,从而缩短了GPU对片元进行着色、测试、混合等处理的时间.实验结果表明,该算法可应用于不同片元程序的纹理体绘制中,绘制速度均在10帧/s以上,与自适应分块加速算法相比,该算法能获得平均3.7的高加速比.     

基于实时LOD简化绘制的渲染优化方法

随着虚拟展示应用在移动网络中的不断发展,在面对大量移动智能终端的并发请求时,服务端的计算负载成为了实时渲染的主要瓶颈,针对如何优化服务端渲染计算提高渲染效率,提出一种基于场景实时LOD简化绘制的渲染优化方法.方法在服务端实时绘制过程中根据用户的交互状态,实时简化绘制三维模型的相应分辨率细节层次模型,控制渲染图像质量,避免不必要的图形绘制,降低渲染计算负载.三维模型简化由CUDA实现并行处理,通过空间八叉树进行划分并按照顶点重要程度进行模型并行简化,控制场景渲染过程中的几何复杂度.实验证明,方法能够有效降低渲染耗时,保证用户进行交互浏览时的实时性.在移动网络环境中,方法能够有效降低服务端负载压力,提高渲染效率.     

基于外存八叉树的三维激光点云实时渲染技术

为了解决海量点云数据的实时渲染问题,采用基于外存储器构建细节层次八叉树索引结构的方法用于三维点云数据实时渲染,并用8G内存的普通计算机对天津师范大学教学区10.2GB的扫描点云数据进行实验验证.结果表明:实时渲染时的帧率在16 f/s上下浮动,且无明显延迟,表明该方法支持超过内存容量的三维激光扫描点云数据的实时渲染.     

基于视线的动态LOD地形渲染

视点和节点的距离是LOD地形渲染中节点剖分的判断标准.在考虑视点和观察者距离的基础上,引入观察者观察心理,考虑了视线对节点层次分割的影响,提出了基于视线的LOD地形渲染,并分析了在绘制过程中出现的龟裂现象及解决方法.实验结果表明,基于视线的动态LOD渲染方法能使地形随着观察者的关注程度的变化而变化,获得更好的视觉效果.     

基于局部熵的实时连续多分辨率地形绘制

基于局部熵的连续多分辨率地形绘制算法,使用局部熵因子作为粗糙度新的衡量因子.由于局部熵因子取值范围的不确定性,要对局部熵因子自底向上进行误差扩散,从而消除节点间可能产生的裂缝.局部熵因子考虑了更多的顶点信息,实验证明其能比高度差更好地评价节点的粗糙度,能以较高的分辨率绘制局部比较粗糙的地形节点.     

多极边界元法在轧件矫直变形分析中的应用

采用多极边界元法分析矫直过程中轧件的变形情况。对不同矫直力下几何中心层上下部分的塑性变形区的变化规律进行分析,着重讨论中性轴上节点的塑性变化。通过算例分析表明,当矫直力为250kN时,中性轴上节点的塑性变形比相邻两侧的塑性变形小,随着矫直力的增大塑性变形差异逐渐消失,当矫直力达到500kN时形成一个相对平缓区。同时在矫直力作用下中性层会发生偏移,这是矫直过程中压弯量给定不准确的重要原因之一。这些结果通过有限元法是无法模拟得到的。     

基于SSHC的三维地形多分辨率建模(英文)

针对应急灾情态势显示系统数据量庞大与数据更新迅速而造成模型数据量大、计算时间久的问题,提出了一种多分辨率三维地形建模方法。目的是使地形模型本身既满足视觉逼真度,又可以降低调用模型所耗的计算时间。为此,采用构建三维模型的分层递阶模型(hierarchical model,HM)的方法进行多分辨率建模。将用于遥感地物识别的基于尺度空间的层次聚类算法(scale-space based hierarchical clusteringalgorithm,SSHC)引入HM的构造过程,依据HM设置三维模型的各组节点,并与基于多边形优化的多细节层次(levels of detail,LOD)建模技术相结合构建大场景的三维地形模型.实验证明该方法可以实现符合视觉原理的由宏观到微观显示的同时降低地形模型的计算量,满足应急灾情态势显示的需要.     

点支式中空玻璃板承载性能的有限差分法分析

通过线性有限差分方程,研究点支式中空玻璃外内片承载比例等承载性能。利用内边缘嵌固圆盘模型修正了支承点处的方程,并使用等效剪力实现了板边缘的位移协调条件。计算结果与试验测值较好的吻合。宽厚比、中空层厚度等因素对于荷载分配比例有较大影响。外、内片等厚时,外片仍有可能承担90%以上的荷载;当宽厚比大于150时,外片承载比例迅速趋近于50%。该文提供了荷载分配比例曲线,并对现行设计方法提出了合理建议。     

一种能够适应多种拱圈形状参数的拱架

本研究希望采用2或3种规格的下弦杆和1种标准规格的三角架来实现跨度为120~150m,矢跨比为1/5、1/6、1/7,拱轴系数为1.5~3.0的悬链线拱架的拼装,使拱架上弦节点与理论轴线节点间的误差不大于±5cm.本方法已经申请国家专利,其效果和益处是:拱架拼装完成后能很好地拟合主拱圈的设计线形,省去拱架上钢管支架,施工方便、缩短工期;拱架受力合理;拱架构造简单,连接处均采用传统的销接连接,连接方便、传力可靠;节省用钢量.     

A gait planning method applied to hexapod biomimetic robot locomotion

In order to fulfill the goal of autonomous walking on rough terrain, a distributed gait planning method applied to hexapod biomimetic robot locomotion is proposed based on the research effort of gait coordination mechanism of stick insect. The mathematical relation of walking velocity and gait pattern was depicted, a set of local rules operating between adjacent legs were put forward, and a distributed network of local rules for gait control was constructed. With the interaction of adjacent legs, adaptive adjustment of phase sequence fluctuation of walking legs resulting from change of terrain conditions or variety of walking speed was implemented to generate statically stable gait. In the simulation experiments, adaptive adjustment of inter-leg phase sequence and smooth transition of velocity and gait pattern were realized, and static stableness was ensured simultaneously, which provided the hexapod robot with the capability of walking on rough terrain stably and expeditiously.     

遥感影像的云及其阴影覆盖区光谱重构

以往遥感影像的云及其阴影去除方法侧重于受遮盖地物的几何特征恢复,不利于基于光谱特征的信息提取。为此,提出一种基于地物类别特征的光谱重构方法,采用两期相邻年
份相近物候期的遥感数据,借助归一化差值和决策树分类的方法,检测厚云及其阴影,并提取相应区域地表覆盖类型信息,对两时相遥感影像各波段被遮挡区的每种地物类别做线性回归分析,获取被遮挡区的重构数据。实验结果表明,该方法在恢复受云影响地物几何信息的同时,较好地实现了遮盖区地物光谱信息模拟。     

一种新型微热流陀螺仪的结构参数研究

提出了一种基于双向流体检测角速度的微热流陀螺仪.不同于射流偏转工作方式,它采用对称分流通道结构,利用哥式力引起对称分流通道的流量不同,导致流体与布置于分流通道内的热敏器件对流传热不同,通过检测热敏器件的温差获得角速度.采用计算流体动力学(CFD)模型计算并分析了不同结构参数(主通道长、宽、高,主通道张角,两分流通道角度,拐角的过渡圆弧,分叉尖角的圆弧倒角)对检测灵敏度的影响.结果表明使流体速度充分偏转和减小分流通道流动阻力有利于提高检测灵敏度.     

利用一种新的模型解析圆角模外翻管成形参数

基于金属薄壁圆管圆角模外翻实验中的变形特点,提出了一种新的将管壁自由翻卷区经向曲率半径视作变量的分析模型,并利用该模型解析了利用直角圆角模稳定外翻成形金属双层管件时的应力、变形力与管件成形后的外层尺寸.算例表明:由此新模型算得的成形参数比传统模型得出的参数更接近已有文献中的实测数据,因而可应用根据这一模型推出的解析式来预测管件外翻成形所需的翻管力与成形后的尺寸,或由管件尺寸确定外翻管模所需的圆角半径.