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。     

基于光线投射算法的脑血管体绘制技术

针对分割之后的脑血管体数据场显示问题,在光线投射算法的基础上提出一种全新的体绘制方法。该算法首先对脑血管体数据场进行分类;在光线投射算法的基上,加权考虑脑血管边缘特性、视点与物体之间距离、光源与物体之间距离,提出多因素融合的颜色赋值方法;最后采用CUDA方法进行体绘制加速。实验结果表明,对分割之后的脑血管体数据场,能够实现符合人眼视觉特性的清晰显示,并能进行实时交互。     

医学体绘制的一种快速光线投射算法

针对医学体数据场的直接体绘制(DVR)的加速算法进行了讨论。基于体绘制的多种加速技术,利用格雷厄姆求凸壳算法和与平面簇求交算法对体数据场和投射光线进行裁剪,结合多边形的扫描线转换和投射光线的离散化、体素化,改进了光线投射算法。     

一种基于医学三维数据场模糊分割的体元投射算法

论证了医学三维数据场边界过渡区域的存在性，并提出了一个修正体元投射算法。该方法先对三维数据场进行归一、整数化的预处理，并修正扩展二维图像的分割方法，使之适用于提取三维数据场边界过渡区。在此基础上将三维数据场非此即彼的分类优化为将数据场分为边界过渡区域和非边界过渡区域的模糊分割，再分别予以不同的体元投射绘制。最后给出的实验结果表明，算法既可以提高了数据场过渡区域的图像质量，又可以保证图像的绘制速度。     

一种光线跟踪的加速算法

本文提出了一种光线跟踪的加速算法,该算法对整体光照模型的镜面反射项进行了改进,提出了层次包围体与均匀空间划分相结合的方法,采用了一种快速方盒查找方法,消除了光线与占据多个方盒的物体多次求交。提高了光线跟踪速度。     

动态光线跟踪算法与实现

提出动态光线跟踪的动态可视区域重跟踪算法理论规则及实现算法,有效解决了传统光线跟踪算法由于计算量大而难以应用于动态模型的难题,是将光线跟踪技术真正有效应用于计算机实时动画领域的新算法。本算法包括运动物体及其反射、折射可视区域和运动背景在离散时间序列的重跟踪算法,以及两种针对动态可视区域重跟踪的消隐算法。     

仿青蛙跳跃机器人运动学研究

提出了仿青蛙跳跃机器人机构模型及运动学研究的方法。基于对青蛙运动的研究,提出了仿青蛙机器人单侧跳跃机构的分析模型,采用D-H法,建立了机器人起跳与腾空两个阶段,其前肢和后肢的运动学方程,进行了正、逆运动学研究。分析机器人四肢的运动空间,并通过实例计算,验证了研究结果和生物学实测结果相一致,从而证明了这一仿生跳跃机构模型的可行性和仿生机构运动研究方法的有效性。得出的结论将为仿青蛙跳跃机器人的设计及控制提供理论基础。     

基于曲线光线追踪的非真实感绘制算法

非真实感绘制技术是计算机图形学中一个崭新而富有活力的分支,它的出现弥被 了传统真实感绘制技术在建筑、机械等实际应用方面以及艺术方面的缺陷,而光线追踪传统真实感图象保成的经典方法,能够精确模拟出景物的光照效果。本文探索性地把光线追踪与非真实感绘制结合起来,提出出基于曲线光线追踪实现真实感图象的生成,它的提出丰富 了非真实感绘制的方法和手段。     

重大事件下中国股市的跳跃特征

重大事件发生时, 中国股市是否会发生跳跃?跳跃的特性是怎样的呢?该文应用动态Jump-Garch模型, 分别对不同类型(分为政策性事件、经济事件及自然灾害类事件)的重大事件发生时, 股票市场指数跳跃大小的条件均值、条件方差以及跳跃强度、幅度的变化情况进行了综合分析. 结果发现政策性事件的跳跃强度与幅度最大, 但滞后性、 持续性很弱; 自然灾害类事件跳跃强度与幅度最小, 但持续性和滞后性最大; 经济事件则位于二者之间.     

基于跳跃、跳跃强度和机制转换的股票市场波动建模及其预测研究

将跳跃及其跳跃强度引入到异质自回归(heterogeneous autoregressive, HAR)模型中,并在此基础上进一步嵌入固定转移概率矩阵的马尔可夫状态转换机制模型,构建出系列新的波动预测模型.运用系列统计检验手段(如模型置信度检验、样本外R²检验、趋势检验)评估上述预测模型对中国股票市场波动的预测能力,样本外的实证结果表明:1)与基准模型相比,结合马尔可夫机制转换的模型具有更好的预测表现; 2)相比其他预测模型,包含跳跃、跳跃强度以及马尔可夫机制转换的模型(MS-HAR-TJI)具有更高的预测精度; 3)在新冠疫情爆发期以及高波动时期, MS-HAR-TJI模型对中国股票市场波动仍具有很强的预测能力.     

基于空间划分的分解算法

充分利用具体优化问题的模型空间结构或性质,往往可以减少搜索的不确定性,提高优化效率.多目的间歇生产调度形成的混合整数规划模型中只有0-1变量和连续变量,而且0-1变量和部分连续变量有对应关系.根据问题的特点将原模型分解为含有0-1变量的优化主问题和连续变量的子问题,并提出分解算法,降低了相应连续子规划的规模和复杂度.从计算复杂度的角度分析分解算法适用的问题情形,并用一个典型的批量生产调度问题进行分析实验,结果表明分解算法可以降低实际计算的复杂度,提高解的质量.     

一种基于图像空间的碰撞检测算法

根据光线与封闭物体间的相交特性,设计并开发了一种基于图像空间的碰撞检测算法。采用VBO技术提高图形渲染速度以提高算法的性能。利用待测物体对的轴向包围盒（AABB）设置合理的视锥和视口,减少图形的绘制量,进一步提高算法性能。测试结果表明,该算法可以直接处理非凸体,处理复杂模型的碰撞检测问题实时性好、平稳性高,但是其性能受到分辨率的影响。最后讨论了将该算法扩展到多个物体间进行碰撞检测的实现策略。     

基于距离空间的遗传算法分析

通过对简单遗传算法的分析，发现每次执行复制、杂交、变异等操作均相当于对所作用的个体进行一次线性变换，这样，从函数的角度来看，引入非线性变换的遗传算子将是一个有待研究的问题，因而提出了非线性遗传算法。通过对二进制遗传算法的Hamming距离的扩充，引入了一种几何模型-距离空间，并在该空间上对杂交、变异等算子进行了系统的分析。根据分析结果，指出了改进遗传算法的途径，并提出一种改进的二进制非线性遗传算法，仿真实例证明了其有效性。以上分析从几何意义出发，提出了一种全新的分析遗传算子的方法，对遗传算法理论的完善与发展具有重要意义。     

基于颜色与空间距离的置信度传播立体匹配算法

立体匹配是计算机视觉领域的一个重要研究课题,为了得到准确、稠密的视差图,提出了一种基于颜色与空间距离的置信度传播立体匹配算法.该算法首先将立体匹配表示成马尔科夫随机场模型,然后利用置信度传播方法来解决马尔科夫随机场中的最大后验估计问题,以达到建立稠密视差图的目的.算法中利用了彩色图像的颜色与空间信息建立视差空间图,并使用削减的线性模型来定义视差图的平滑项.采用了标准测试图像进行了测试,结果表明算法具有很好的性能.     

基于相邻层间相似性的加速Splatting算法

利用体数据的相邻层数据间具有高度相似性、差异较小这一普遍特性设计了Splatting体绘制的加速算法。计算各层采样点对屏幕像素颜色值的贡献时，只计算与上一层同位置有数据差异的采样点对屏幕像素颜色值贡献的变化量，然后用这个变化量修改在该采样点影响范围内的屏幕像素颜色值。试验表明，新算法可以大大加速Splatting算法的速度。     

基于蚁群算法的水下潜器三维空间路径规划

路径规划是水下潜器智能控制的关键技术之一,其任务是在已知障碍物的环境中按照某一最优指标寻找一条从起始点到目标点的无碰路径。使用蚁群算法对水下潜器三维空间路径规划问题进行了研究,以ACS算法为基础设计了路径优化搜索算法,详细讨论了信息素表示方法、路径点选取原则、启发式函数设计和信息素更新规则,给出了算法的具体流程,仿真实验结果表明,该算法能够方便有效的实现三维空间中的路径规划。     

基于一种加速收敛变异策略的交互式遗传算法

针对目前交互式遗传算法由于使用小规模的种群和较少的进化代数,容易导致算法的搜索能力有限、易陷入局部优化的问题,在引入一种加速收敛变异策略的基础上,提出一种新的交互式遗传算法。给出了算法设计实施中关键问题的处理,分析了算法的效率,并通过函数优化和服装设计问题的仿真实验验证变异策略和算法的有效性。     

导弹攻防对抗仿真的时空一致性研究

时空一致性是分布式仿真的一个关键问题,它对导弹攻防对抗仿真的影响很大,本文主要从实际仿真实现的角度,对导弹攻防对抗仿真中的时空一致性问题进行了研究,文中对实体输入输出的时空基准,信息产生、交互及处理的时空一致性均进行了探讨,提出了切实可行的解决办法。     

航天飞行训练模拟器技术研究

航天飞行训练模拟器是航天员地面训练的重要设备.描述了具有航天特色的模拟器功能与实现架构,探讨了仿真系统,模拟座舱系统,仪表系统、教员系统、视景系统、音响系统及运动系统的实现方法与技术.对以后发展的技术做了展望.     

面向用户的一种遗传算法研究

电子商务的发展对网络服务的多元化提出了更高的要求。WebsiteMaster不仅应该考虑为用户提供内容丰富的服务 ,还应兼顾用户个性化服务的请求。利用遗传算法的理论和方法 ,讨论了一种在WWW上根据用户最近访问的一组页面挖掘出表达用户兴趣信息关联的GMPWS模型、算法及其相应的改进方法 ,并给出了相应的编码方式。在此基础上进行了实例验证和分析