基于云渲染的三维BIM模型可视化技术研究

利用BIM(Building Information Modeling)技术进行工程建设的精细化管理需要实现三维BIM模型的在线展示及交互操作.传统的三维图形可视化技术虽然能够实现模型展示,但存在模型文件格式兼容性差,对终端设备硬件要求高,缺少必要的交互功能等问题.针对这些问题进行系统分析,提出了一套基于云渲染技术的三维BIM模型可视化解决方案.其中包括源模型文件轻量化转换技术,基于HOOPS的图形引擎开发技术,以及基于云渲染的大体量模型浏览器展示和交互技术.通过系统研发实现了主流建模软件Revit、Catia、Microstation、Tekla模型源文件的轻量化转换,以及基于云渲染的图形引擎系统,并在北京至张家口铁路工程建设项目中进行了验证.     

说古文今译

从上世纪早期初兴时起，古文今译就不乏反对者。百年来的今译实践虽然产生了大量今译书籍，然鲜有如人意者。特别是最近二三十年来，古籍今译呈现一哄而起的局面，质量无法得到保证。人们认为的古文今译的几种功用或者不能成立，或者不那么有效。今译固然有其功用，但实际上它主要是译给自己看的，不是供给别人读的。就现状而言，将今译公开出版多数情况下并不合适。     

虚拟物体力/触觉交互算法的研究进展

虚拟物体在受力作用时的力/触觉交互算法是虚拟环境中力/触觉人机交互的关键。分析了虚拟物体力/触觉交互算法的研究难点。介绍了当前十一种有代表性的力/触觉交互算法,并在此基础上对这些算法的优缺点进行了比较。最后对力/触觉交互算法的发展趋势进行了展望。     

基于纹理传输的烙画风格图像仿真

针对基于图像生成的烙画艺术问题,以纹理合成与传输算法为基础,提出了一种基于纹理传输的烙画风格图像仿真算法。利用YCbCr颜色空间中亮度直方图的相似性匹配,实现了纹理传输过程中误差优化,避免了局部纹理块的拷贝错位,最后通过对传输结果图像与背景图像的加权控制完成图像融合。仿真实验表明,该方法生成的仿真图像接近真实烙画视觉效果。

Abstract：

Aiming at solving the problem with the image-based pyrography generation,a novel style of pyrography painting simulation algorithm was proposed based on texture synthesis and transfer.It is suggested that the brightness histogram matching in YCbCr color space be adopted to optimize errors during the image processing,the texture block copy be reoriented correctly,and ultimately the image fusion be achieved through weighted control.Experimental results show that a very similar-to-real pyrography simulation effect can be achieved through this approach.     

无合成并行绘制算法中的自适应屏幕分割策略

多GPU无合成绘制算法采用混合sort-first与sort-last的并行绘制模式,将绘制任务划分为多个子任务集合进行并行绘制并异步合成显示。原方法中对屏幕的分割方式过于平凡,未明确提出一种高效的屏幕分割策略,从无合成算法本身特性出发,提出一种自适应屏幕划分策略,该算法根据GPU数目及绘制分辨率参数,启发式计算屏幕初始划分方式,再采用统计性能反馈的方式动态选择最佳屏幕划分方式,较原有方法更易于实现子屏幕任务的负载平衡,实验表明,算法在带来很少额外计算开销的同时,能够有效平衡并行绘制任务负载,进一步发挥多GPU无合成并行绘制系统的绘制效率。     

面向多核CPU多GPU的节点内并行混合绘制模型

分布式并行绘制集群节点可以配置多核CPU和多个GPU构建节点内多CPU多GPU系统。现有的节点内并行绘制模型既没有充分发挥多核CPU的强大计算能力,还将绘制、读回和合成阶段串行耦合在一起导致了大量的GPU闲置停顿,严重影响了节点内并行绘制性能。提出了一种节点内高效的并行绘制模型,通过软件绘制与硬件绘制相结合的方法将硬件绘制与图像合成分离,同时利用DMA异步传输机制,构建了节点内绘制、读回和合成三段并行绘制流水线。与现有节点内并行绘制模型相比,并行混合绘制模型不但降低GPU资源闲置率,而且提高了CPU资源使用率。理论分析与实验表明相同应用采用并行混合绘制模型的性能可以达到现有模型的3~4倍,并且具有更好的数据扩展性、性能扩展性。     

一种实时视景仿真中高度场地形绘制算法

大地形的快速实时绘制对于虚拟现实、GIS、飞行模拟、游戏制作等方面的应用都有着重要意义。这方面，国内外算法主要集中在视点相关连续LOD(Level of Detail)上面。对已有算法进行了综合及改进，实现了一个简单快速的大地形绘制算法。算法中，视区剪裁采用“中点分割”的思想，结合了四叉树剖分过程，提高了效率。误差控制方面，引入预处理及误差反馈的思想，并对误差进行扩散，加速了绘制同时保证了对地形细节的表现。算法对裂缝拼接也做了改进。算法运行结果良好，在普通微机上即可达到较高的帧速率和较好的绘制效果。     

图形硬件加速的实时阴影生成方法

针对虚拟环境中阴影计算时间耗费较大的问题,提出了利用图形硬件特性加速阴影绘制的方法.算法基于图像空间,采用三遍绘制方法.第3遍绘制用于计算物体的真实感光照,并对阴影边界的走样现象进行了处理.利用硬件的图形处理单元GPU的处理能力和OpenGL特性扩展,在GPU编程和通用OpenGL实现两个层次上进行了实验,实验结果表明,三遍绘制方法产生的光照和阴影效果更真实,得到的阴影边界更平滑.     

CALCULATION OF NATURAL FREQUENCIES FOR THE PLANAR SIX-BAR LINKAGE OF WATT TYPE

By using transfer matrix,the lower-order natural frequencies of the Watt type planar six-barlinkage are calculated in this paper.The experiment of the modal analysis is done with the SignalProcessor 7T17S,and the experiment results agree with the calculated ones.This method only re-quires calculation of lower-order transfer matrix and determinant values,so that, it can be done ona minicomputer such as IBM/PC.The method adopted in this paper is also suitable for vibrationanalysis of other types of linkages.     

基于PC图形卡W-Buffer的交互直接体绘制

提出一种基于PC图形卡W Buffer的交互光线投射算法,这是一种面绘制与体绘制结合的快速体绘制方法.首先用3D分割等方法提取边界体素或用MarchingCubes等算法提取等值面,然后利用图形硬件预先投影这些边界体素或等值面以产生深度信息,最后由光线投射模块根据W Buffer中的深度信息快速找到实际等值面的位置,进行采样、着色、不透明度与颜色合成等渲染工作.这一方法不仅显著地加快了成像速度,而且不降低图像质量.实验结果表明,用该算法在PC机上以200×200分辨率渲染时,能达到10帧/秒的速度,基本满足虚拟内窥镜系统的动态导航和高质量图像要求,具有较大实用价值.