基于法向映射的复杂模型的实时绘制技术

为了达到绘制实时，通过用简化的、带有法向映射的三角形模型来逼近原始复杂模型是一种非常有效的方法。算法针对地形模型和一般的三角形网格模型，提出了不同的法向映射的构造方法。这些方法能充分利用现今图形卡的加速功能来快速地生成法向映射纹理。对于已生成的带有法向映射的简化模型，算法给出了两种实时绘制技术，一种方法是适用于一般图形卡，另一种是适用于具有硬件加速的像素渲染功能的图形卡。实验结果显示，算法能在保持较高的绘制帧率的同时保留与原始模型相近的细节。     

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。     

基于预积分体渲染技术的水下三维声场体可视化

海洋水声环境对海军作战具有重要影响。三维可视化技术能够更直观、有效地刻画和描述海洋水声环境,提高作战指挥人员对环境效应的理解和应用。该技术应用OpenGL的多纹理技术,采用预积分体渲染方法对舰艇水下三维声场进行体可视化表达。在对可视化效果的讨论中发现,采用预积分纹理映射方法在不增加切片数量、不增加绘制时间情况下,提高了图形质量,较好的解决了传统切片纹理映射方法的缺点,使指挥人员能够更加清楚地得到此时舰艇水下声传播规律,声场结构,为其制定战术决策提供可靠的技术支持。     

西北太平洋部分海域AVHRR、TMI与MODIS遥感海表层温度的初步验证

选取[10～35°N,110～165°E]的西北太平洋海域,利用2002年7月～2005年12月Argo浮标数据对AVHRR/MODIS/TMI SST的daily（升轨）数据进行验证.结果表明：AVHRR/MODIS/TMI daily SST与Argo浮标5～6 m层温度总体的均方差rms在0.6～0.9℃,平均偏差bias在-0.2～0.2℃,平均绝对偏差bias_abs在0.3～0.7℃.这与三传感器全球范围的SST反演目标相当,说明在本区域SST反演不存在显著偏差.各遥感SST与浮标温度的差异存在季节变化,夏季偏高,很可能与夏季垂直混合较弱,比对采用的实测水温与海表温度差距较大有关.在3种遥感SST中,TMISST偏离实测值的程度最高,且偏离范围较大.作者认为这与该区域黑潮经过,产生诸多涡旋和锋面,SST时空变化剧烈而TMI空间分辨率较低有关.本研究将为此西北太平洋海域的多源SST融合提供一个比较可靠的依据.     

低复杂度高度场的通视性研究及快速光照计算

为快速判断高度场场景点的通视性和可见范围, 满足交互式应用的需要, 提出低复杂度高度场基于可见二叉树的凸包树简化方法。通过对高度场数据在8个方向的线性扫描, 确定每个高度场数据点的最大方位角, 构造凸包树型结构; 对凸包树信息进行分析, 构造可见性二叉树作为方向扫描存储结构, 在光照计算过程中有效提高可见点的搜索算法效率; 结合阴影图的间接光照计算, 实现了交互式帧率的动态低复杂度高度场绘制效果模拟, 降低计算成本。     

基于.net平台的图形绘制系统实现的关键问题

绘图系统主要是实现各种标准图形和任意线条图形的绘制编辑和变换,其中标准图形包括直线,多边形,椭圆,各种曲线等。要实现它们的绘制和各种基本变换（编辑功能）,其中最关键的问题是曲线的多边形与曲线的拟合。     

Reservation-based feedback scheduling of MPC tasks

A reservation-based feedback scheduling (FS-CBS) of a set of model predictive control (MPC) tasks is presented to optimize the global control performance subject to limited computational resource. Implemented as anytime algorithm, MPC task allows computation time to be traded for control performance. Each MPC task is assigned with a constant bandwidth server (CBS), whose reserved processor time is adjusted dynamically. The FS-CBS is shown robust against the varying of execution time of MPC tasks at runtime. Simulation results illustrate its effectiveness.     

基于InfiniBand的集群分布式并行绘制系统设计

为解决 sort-first型并行绘制负载不均衡和网络拥塞问题,在研究原有体系结构的基础上,提出了一种基于InfiniBand高速网络的PC集群分布式并行图形绘制解决方案。增加了显示节点负责场景显示。使用一种改进型的基于绘制历史的动态负载均衡算法解决了负载不平衡问题;利用InfiniBand消息传输机制开发了同步控制策略,有效地实现了帧同步。实验结果表明,该方案在保存场景一致完整性的基础上,与传统体系结构相比,显著地提高了系统帧率,降低网络通讯消耗。     

基于智能手机Tango传感器的室内三维场景实时感知

室内三维场景实时感知是室内增强现实、三维测图和机器人自主定位与导航的关键技术之一。利用智能手机Tango传感器搭载的单目摄像头和深度相机,根据实时获取的彩色图像和深度信息,研究并提出了一种实时的室内三维场景感知方法;该方法首先根据智能手机Tango传感器获取的彩色图像存在的问题,采用多项式函数对彩色相机进行校正。接着,使用ORB(oriented FAST and rotated BRIEF)算子对彩色图像进行特征提取,利用RANSAC算法剔除误匹配点;并根据优化后的匹配点对采用ICP算法对手机姿态进行初步估计。最后,基于融合空间关系的视觉词典(SDBo W2)对感知的初步室内场景进行闭环检测;并通过图优化得到实时感知的室内三维场景模型。实验表明,方法能利用Tango传感器高效地获取室内场景完整的三维结构信息与纹理。     

A Class of Fast Algorithms in Real-Time Simulation

1.INTRODUCTIONThepartofthesystemisoftenreplacedbyamathematicalmodelinareal-timesimulationsystem.Inordertoimplementtheclassofsimulation,everystepofthesimulationproceduremustbedonequicklysothatitsatisfiesphysicalsubsystems'sexecution11].Withrequestsofthedevelopmentofscienceresearchandlargeprojects'design,real-timesimulationhasbeenappliedextensivelyinaviation,aerospace,nuclearindustry,electronicindustry,andsoon,suchasreal-timesimulationofthecontrolsystemofaircrafts,real--timesimulationofmissi…