龚光军[1]2006年在《图形生成与变换算法的可视化原理与方法研究》文中提出计算机图形学作为一门新兴的、蓬勃发展的学科，其图形的生成与变换算法比较复杂，如何用更简单易懂的方式来表达算法实质，一直是研究者追求的目标。随着可视化技术的发展和应用，计算机图形学的算法可视化也越来越受到研究者的重视，而且也提出了很多不同的可视化方法，如flash动画演示方法等。本文另辟蹊径，提出了一种全新的可视化方法。 本文在对图形生成可视化系统开发研究的过程中，以开发具有更加良好认知意义的教学软件为目标，并在此基础上，分析了算法可视化的实质，基于VC6.0的开发环境，提出了一种将图形生成过程与实现图形的具体算法程序同步可视化演示的新思路。该系统摒弃了计算机图形学教学过程中以理论文稿附之以静态图片的传统讲授形式，通过建立虚拟栅格和模拟计算机的“象素点”，运用了交互控制技术，动态演示的可视化技术，开发出了一套全新的计算机图形学可视化教学演示系统(CAI)。 实验表明，直观的动态演示和强烈的视觉效果使学习者真正掌握了图形的生成原理，有效地提高了该课程的教学质量。
马玉洁[2]2006年在《GIS在石化装置信息管理中的应用研究》文中研究表明目前地理信息系统已经成功的应用在农业、林业、气象、军事、医学、市政管理、土地管理等诸多领域,并且为各领域带来了突飞猛进的发展,地理信息系统在石油化工行业的应用,尚处于起步阶段。当面对石化企业错综复杂的各种设备、管线的时候,如果单纯靠手工和图纸形式的管理难以有效地管理现存的大量的现场数据和相应的属性数据,也不能为决策提供快速准确的依据。因此石化行业与GIS相结合,利用GIS强大的分析、查询、统计功能,有效管理石化装置各种纷繁复杂的设备、管线,为综合处理各种突发事件以及快速反应提供决策依据。本文着重进行GIS在石化行业的应用研究。GIS在石化行业中的可以应用在装置安全管理、工厂设计施工、控制、规划、生产预测、检修等各方面。本文还探讨了利用体视化技术来模拟反应器反应过程,采用了算法简洁、并具有较强适应性的距离倒数加权法作为插值算法,以及基于光线投射算法的反应器的叁维体数据的可视化。在装置的叁维可视化方面采用细节层次模型和纹理映射技术。通过这些技术的应用,极大地改善了石油化工生产过程中关键闭口设备操作难以判断、模拟的状况,有力的推动石化装置现代化管理。
徐模[3]2017年在《数字岩心及孔隙网络模型的构建方法研究》文中研究指明数字岩心技术和孔隙网络模型是预测多孔介质流动特性的有效手段,论文对此开展了系统而深入的研究。首先,利用CT机扫描获得岩心图像,通过中值滤波实现岩心扫描图像的去噪,通过OTSU法实现岩心扫描图像的二值化,从而获得岩心孔隙资料。系统研究了马尔科夫-蒙特卡洛(MCMC)法建立数字岩心的理论与方法,在二值化岩心图像的基础上,利用MCMC法建立了数字岩心,通过分析孔隙空间结构的方法评价了数字岩心,表明MCMC法重构的数字岩心能够较好地反映真实岩心的空间结构,证明了 MCMC法适用于重构数字岩心。其次,基于Palagyi和Kuba算法开发了数字岩心孔隙空间拓扑结构的分析方法,首先提取数字岩心孔隙空间中轴线,然后清除长度小于阈值的中轴线、删除由噪音使岩石骨架壁面隆起引起的短小枝节以及合并多余的节点,确保了构建的孔隙中轴线与数字岩心具有等价拓扑结构。以修正后的孔隙网络中轴线为基础,确定孔隙和喉道的位置以及其几何参数,包括:半径、长度、体积及表征孔隙喉道几何特征的形状因子,并结合孔隙中轴线建立了反映数字岩心孔隙空间几何特征的孔隙网络模型,统计分析了孔隙网络模型的几何参数以及拓扑结构。最后详细介绍了论文算法的编程思路、算法的程序实现和数字岩心以及孔隙网络模型的叁维可视化。数字岩心和孔隙网络模型是微观尺度上开展多孔介质的流动模拟的研究平台,具有重要的科学意义、学术价值和应用前景。
周圣川[4]2014年在《大规模城市场景图形图像混合建模与视觉无损渲染技术》文中研究说明城市是人类从事生产、生活的重要场所，城市场景的高真实感叁维可视化仿真是构建数字城市、智慧城市的核心技术，并且已经渗透和广泛应用于虚拟地理信息系统、城市规划、智能交通等与人们日常活动息息相关的行业领域中。大规模城市叁维可视化仿真涉及叁维表示建模、海量数据处理、叁维可视化渲染等理论、方法和关键技术的研究，需要综合考虑计算机的硬件与软件资源，实现大规模空间数据的建模存储、传输调度、分析计算以及可视化输出。本文通过分析城市叁维可视化仿真的研究与应用现状，以数据组织管理和可视化方法为两个切入点，提出了现阶段需要解决的瓶颈与关键问题：第一，如何进行有效的场景建模，处理海量的城市叁维数据，在保证模型视觉精度的同时尽可能地降低数据量，在CPU、GPU混合构架下实现数据的高效传输调度，为可视化系统提供数据支持；第二，如何实现大规模、城市级叁维场景的视觉无损渲染，一方面保证模型的视觉精度与质量，另一方面对城市级大场景进行完整地展现，并且在性能上满足交互式乃至实时可视化的要求。针对以上问题，本文主要进行了四个方面工作。首先，从城市叁维场景的构建入手，设计并实现了一种交互式的图像逆过程式建模（Inverse ProceduralModeling，IPM）方法和基于GPU的过程式重构算法。通过构造纹理图像的过程式语义表示并与几何建模进行无缝的融合，形成一种图形图像混合建模的虚拟城市叁维表示方法，降低模型的空间复杂度，提高渲染性能。其次，在叁维场景的渲染算法研究方面，针对城市叁维场景的数据结构和视觉特征，提出一种基于混合图元的层次细节（Level-of-detail， LOD）模型。使用多重抖动和蓝噪声采样创建由点、线、多边形等离散图元构成的叁维模型近似表示并编码存储，构造支持渐进LOD切换的多分辨率模型数据结构，并进一步地提出混合模型的渲染算法，实现高性能的城市级大场景可视化输出。然后，在可视化数据管理方面，通过设计面向虚拟城市的空间数据引擎，实现海量空间数据在外存、内存、显存之间的高效调度，优化大规模可视化系统的数据访问性能。最后，建立了完善的可视化算法视觉质量评价模型，综合了感知心理学、统计学、模式识别、计算机图形学等多个学科的理论，设计了结合主观的用户感知调查与客观的自动化算法的视觉质量评价方法，验证了本文构建的城市叁维场景可视化系统的视觉无损性。本文的创新性工作和贡献主要有以下几点：1)在数据表示与建模方面，提出了一种逆过程式的城市叁维场景图形图像混合建模与表示方法。通过提取城市建筑纹理图像中的重复和对称特征，构建基于语义的过程式语法，实现对纹理图像的建模与数据压缩。用户可以直接控制过程式语法的生成，并且可以快速、有效地去除原始图像中的行人、树木等遮挡噪声数据。在渲染算法方面，逆过程式建模的结果可以直接在GPU中进行过程式重构，无需引入额外的渲染循环或几何图元。与传统的叁角面片加纹理的建模方式相比，该方法在保证模型几何和纹理视觉精度的情况下可以对建筑立面纹理实现约70%的数据压缩，大幅降低了城市级叁维场景的数据空间复杂度，并且可以将模型的渲染性能提高20%左右。2)在渲染理论方面，提出了一种面向大规模城市场景的混合图元渲染方法。与原始模型相比，混合图元模型不需要纹理贴图，并且建立了模型复杂度与屏幕空间像素面积的直接关系，相对于原始模型和几何LOD模型分别实现了约10倍和4倍的渲染加速，可以实时渲染城市级大场景，并且在可视化效果方面明显优于传统的几何层次细节模型渲染方法。通过对可视化算法的视觉质量进行系统地建模与分析，提出了可视化算法的视觉质量评价方法，实现了视觉质量的指标化，完善了可视化算法的评价体系，使视觉质量有了定量和定性的评价方法。并且，进一步验证了本文渲染算法的视觉质量与原始模型相比无显着差异，是一种视觉无损渲染方法。3)在海量数据传输与调度方面，设计并实现了CPU、GPU异构体系下的空间数据引擎系统。与传统的空间数据引擎相比，通过Cell-Rtree空间索引结构和Hilbert空间填充曲线优化空间数据的检索和存储性能，可以实现高效的叁维空间数据查询与数据访问。提出了适用于大规模可视化系统的外存、内存、显存数据交换策略，并针对叁维可视化系统数据压力大、吞吐量要求高的特点，通过线程池、内存池、缓存算法等一系列策略优化了海量空间数据的传输效率，是实现大规模城市叁维场景视觉无损渲染的数据服务基础。
姜传彦[5]2010年在《基于OpenGL的科学计算可视化方法研究与应用》文中研究表明科学计算可视化技术广泛应用于科学研究、工程技术等领域,是一门有着广泛发展前景的技术。通过科学计算可视化技术,人们能够发现数据中潜在的特征及规律,从而更好地完成科学研究、设计优化等工作。深入研究科学计算可视化技术,对拓展其在数据处理、分析领域的应用有着重要的意义。本文在对现有的科学计算可视化技术总结的基础上,着重于标量场数据可视化技术与矢量场数据可视化技术研究与应用。本文首先对科学计算可视化技术中使用的基本网格数据结构和数据预处理使用的插值算法作了分析。之后,介绍了标量场与矢量场数据可视化算法的实现及应用。在标量场可视化技术方面,本文对一维序列数据可视化,二、叁维空间的标量数据的等值线算法及基于OpenGL图元的等值线快速填充方法、基于像素的填充方法的实现进行了详细地说明。在矢量场可视化技术方面,本文主要针对其中的两个研究方向——基于几何图形与基于纹理的矢量场可视化技术进行了研究。实现了矢量场数据的箭标图法和基于叁角形、四边形网格的二维平面的彩色流线绘制,以及基于四面体网格的叁维空间的彩色流线、流面及粒子追踪算法。另外,本文从多个角度对基于纹理的LIC算法进行了改进。新的方法在图像质量、生成速度等方面上有了很大提高,并且通过纹理动画增强了矢量场纹理图像的表现力。在本文的最后,从实际应用角度,介绍了可视化系统的框架、交互功能等方面的具体实现。经过实际应用,可视化系统的数据可视化结果准确,能够满足用户的需求。其中的一些科学计算可视化算法封装后,已经应用于有限元分析系统,并取得了满意的效果。
许庆功[6]2008年在《基于GPU的流场数据体绘制技术研究》文中提出科学计算可视化是20世纪80年代后期提出并发展起来的一个新的研究领域。它的应用范围十分广泛,几乎涉及自然科学及工程技术的一切领域。计算流体力学就是科学计算可视化中重要的应用领域之一。随着计算机技术的不断进步和计算流体动力学(CFD)技术的不断发展,使得计算机的计算能力迅速提高,许多重要的图形、图像处理算法均可用硬件来实现,通过CFD数值计算获得的大量数据可以得到实时处理。本文以基于GPU的流场数据体绘制技术研究为核心。首先,介绍了叁维空间数据场可视化算法与可编程图形处理器,研究了典型的体绘制算法并比较它们的异同,探讨了用体绘制技术和可编程图形处理器对流场数据进行可视化的可行性和必要性。其次,重点研究了流场中标量场的可视化技术,在此基础上,实现了基于GPU的叁维纹理映射体绘制算法和光线投射算法。最后,给出两种算法的绘制结果。利用体绘制技术和可编程图形处理器对流场数据进行可视化,通过分析是可行的,取得了较好的绘制效果,提高了绘制速度。
王德清[7]2008年在《基于OpenGL的有限元分析数据可视化系统开发》文中研究表明科学计算可视化是指涉及计算机图形学、数字图像处理和其他多种学科领域,将科学与工程计算过程及计算结果转换为图形及图像在屏幕上显示,并与之进行交互处理的理论和方法。有限元分析数据可视化是科学计算可视化中最具有挑战性的研究热点之一。有限元分析数据包括两种:单元数据和节点数据,例如位移、速度一般都是离散在节点上,因此属于节点数据,应力、应变一般都是离散在单元内,因此属于单元数据。这些数据都是建立在有限元网格的基础之上,它们都和邻近的节点或单元存在一定的联系。获取有限元分析数据是进行可视化的第一步。不同的有限元分析软件有不同的数据输出格式,目前还没有统一的标准。本文采用Deform分析数据进行可视化,因此主要讲述Deform软件的数据预处理。显示网格并构建数据场的结构是整个数据场可视化的第一步,在有限元数据场可视化中,网格是各种数据量的载体,只有先显示网格,然后在其基础上才能进行各种可视化的操作。数据场显示中,无论是只显示网格还是要进行渲染,都必须进行消隐处理,目的是便于检查剖分情形及显示计算结果,使绘出的网格图具有较强的立体感。对于二维标量数据,主要采用等值线和云图进行描述。等值线绘制是标量数据可视化的主要技术,它通过提取网格数据中某物理量某一数值点的连续分布图形来反映数据之间的某些特性。云图也是一种广泛采用的可视化技术,它将模型表面上某一分析值范围之间的区域用相应的颜色进行填充,进而可以观察某一范围内的值在模型表面的分布情况,它是检查、分析计算结果的一种非常有效的工具,具有直观、漂亮等优点。本文在对科学计算可视化技术进行分析研究的基础上,将它们应用于有限元分析数据的分析处理之中。结合在有限元分析数据中,物理量大多是标量,并且部分矢量可以转化为标量显示的特点,本文对标量可视化技术进行了研究,重点叙述了等值线和云图显示的原理、算法,最后介绍了可视化系统的开发,实现了可视化系统的界面显示和其中的部分功能。本文着力进行有限元分析数据的可视化系统开发,把庞大的数据转化为图形输出,便于工程人员分析,从而提高分析效率,也有利于工程设计人员发现其中的隐含问题,为优化设计提供有效的工具和手段。本文是进行可视化系统开发的基础工作,相信在此基础上继续努力一定会开发出一套成功的可视化系统,给社会带来巨大的收益。
刘井丽[8]2007年在《叁维场景中实时渲染算法的研究与应用》文中指出本文主要讨论了实时渲染的基本理论,并对实时渲染中复杂场景的可视化处理、光照明模型和阴影生成算法进行了详细介绍,并根据比较结果和实际情况分析,最终应用到虚拟变电系统中。首先分析了复杂场景的可视化处理,包括优化场景渲染的空间剖分技术:BSP树、四叉树、八叉树、均分八叉树;其次是叁维场景快速可见性判断算法的分类,可加速渲染的入口技术;最后是用于叁维场景中模型简化的两个算法:层次细节模型简化技术和基于视点的二次误差度量网格简化。在光照明模型一章中,主要描述了简单光照明模型和光透射模型中的几个典型算法,然后讨论了光照明贴图模型及所涉及到的纹理,二维、叁维光照明贴图的理论和实现算法。第四章介绍了阴影的生成理论,基本阴影算法:缓冲阴影算法、阴影多边形算法、平面阴影算法的描述,以及阴影体算法:阴影域多面体算法和体积阴影算法。在最后一章中,将前面所提到的算法应用到虚拟变电系统中去。介绍了虚拟变电系统的特点、体系结构和系统功能;为了实现变电所复杂场景的实时可视,采用了复杂场景可视化算法:BSP树空间剖分、入口技术、基于二次曲面的模型简化算法,光照效果采用光照贴图模型,阴影效果采用平面投影法,并针对各自的缺点作了改进。
佚名[9]2011年在《自动化技术、计算机技术》文中研究表明TP112011011954一般成本环境下分散式多工厂资源调度/陈胜峰,蔚承建(南京工业大学信息科学与工程学院)//信息与控制.―2010,39(5).―640～645.研究多工厂一般成本结构特征,即工厂含有固定成本和单位成本,提出了一种分散式多工厂资源调度方法,该方法使用基于连续双向拍卖市场机制的ZI2策略。ZI2策略是一种包含价格和数量的二维报价策略,agent采用该策略在给定价格范围内随机提交报价。模拟实验结果验证了ZI2策略可以实现较高的调度效率,整体平均效率达到90%。图2表8参10
参考文献：
[1]. 图形生成与变换算法的可视化原理与方法研究[D]. 龚光军. 合肥工业大学. 2006
[2]. GIS在石化装置信息管理中的应用研究[D]. 马玉洁. 大庆石油学院. 2006
[3]. 数字岩心及孔隙网络模型的构建方法研究[D]. 徐模. 西南石油大学. 2017
[4]. 大规模城市场景图形图像混合建模与视觉无损渲染技术[D]. 周圣川. 中国海洋大学. 2014
[5]. 基于OpenGL的科学计算可视化方法研究与应用[D]. 姜传彦. 东北大学. 2010
[6]. 基于GPU的流场数据体绘制技术研究[D]. 许庆功. 西安建筑科技大学. 2008
[7]. 基于OpenGL的有限元分析数据可视化系统开发[D]. 王德清. 武汉理工大学. 2008
[8]. 叁维场景中实时渲染算法的研究与应用[D]. 刘井丽. 大庆石油学院. 2007
[9]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2011
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