聚类筛选的人体物理运动生成算法

由于人体物理运动具有高维、非线性以及关节之间强耦合性等特点,导致物理运动生成求解困难.通过分析人体物理运动解空间,提出一种基于空间划分筛选和智能进化策略相结合的优化求解算法.首先对采集的运动数据进行预处理,并随机取样变异获得进化算法的初始种群;然后利用多组协方差矩阵进化策略算法分别对初始种群中的个体优化求解;再对优化求解得到的若干个体采用子空间划分,选取每个子空间中的最优个体作为下一时刻的初始解;最后经过多次迭代获得物理控制轨迹,生成物理运动.实验结果表明,相对于现有算法,该算法不仅能够使人体物理模型更好地跟踪运动数据,而且在鲁棒性、时间性能、稳定性方面都有较大程度提高.

基于贪心策略的快速自适应角色动画合成算法

拟人动画角色具有鲜明的网格外形,经过传统运动编辑容易导致模型穿透、不真实等现象。因此,文章结合骨骼动画自身特点提出了一种基于贪心策略的快速运动自适应方法。首先,依据蒙皮网格顶点受关联骨骼影响数量的不同将其分为刚体与关节,利用Sphere-OBB(sphere-oriented bounding box)混合包围盒分别进行包裹并完成碰撞检测;然后,通过贪心算法对目标函数进行求解,调整角色特定关节;最后,采用四元数球面插值生成光滑运动。实验结果表明,该算法能够在保证角色碰撞精确性的同时,提高运动自适应速度。

面向角色动画的Sphere-OBB包围盒快速碰撞检测算法

角色动画广泛应用于虚拟现实与动画影视等领域,碰撞检测是其中一个必不可少的过程。在实际应用中角色动画的碰撞检测通常存在实时性低、检测效率不高等问题,结合角色动画自身的特点,提出了一种基于Sphere-OBB包围盒的检测方法。根据三维角色的蒙皮信息进行部件分割,按照其蒙皮受影响的骨骼数量分割为关节和刚体两部分,分别对于关节采用包围球(Sphere)包围盒进行封装,对于刚体采用方向包围盒(Oriented Bounding Box,OBB)进行封装,经过全局检测和精确求交检测两个阶段,完成碰撞检测。实例验证结果表明,该算法在保证角色动画碰撞精确性的同时,提高了碰撞检测的速度。

人的全面发展与课程改革

马克思关于人的全面发展理论是我国教育改革的理论基础。不仅是因为马克思主义理论在我国的深远影响,还在于它本身的理论深刻性。但对于“人的全面发展”的内涵理解上却存在着诸多疑虑。在教育改革中,若想真正彰显该理论的力量,就必须从不同角度,以一种宽容的心态来理解它的丰富意蕴。进而,才能更好地推动我国目前正在进行的课程改革。

多粒度运动分割的时频分析算法

针对运动捕获数据分割问题,提出一种基于时频分析的多粒度分割算法.该算法在时域分析阶段利用稀疏重构对运动序列进行预分割,通过多尺度时序关联方法将原始运动序列分割为独立行为片段和混合运动基元,实现粗粒度分割;进一步,在频域分析阶段先在主频率下对每个独立行为片段进行特征提取,再结合零速度穿越点检测和自适应K-means算法将每个独立行为片段分割为多个重复子周期片段,实现细粒度分割.实验结果表明,预分割及多尺度分割策略的使用使得分割准确率更高,对混合运动基元的识别和分割更为精准,而且在主频率下进行特征提取使得算法对噪声具有更好的鲁棒性.

神华煤液化炼油工程2100t加氢反应器吊装成功

2006年6月17日由中国石化工程建设公司总承包的神华煤液化炼油工程中重达2100t的加氢反应器顺利吊装就位。2100t加氢反应器是目前世界上吨位最重的加氢反应器；反应器总高57．77m，主体材质为2．25Cr-1Mo^-1/4V锻钢；采用应力分析法设计。

面向反馈运动控制器的多目标求解

目的基于物理模拟的人体运动生成方法由于能够合成符合自然规律的运动片段,可实时响应环境的变化,且生成的物理运动不是机械性的重复,因此是近年来计算机动画和虚拟现实领域中最活跃的研究方向之一。然而人体物理模型具有高维、非线性及关节间强耦合性等特点,求解人体物理运动十分困难。反馈控制器常用于人体物理运动控制,求解时通常需要对多个目标函数加权求和,然而权重的设置需多次试验,烦杂耗时。针对运动控制器求解困难的问题,本文提出了一种面向反馈运动控制器的多目标求解方法。方法首先,对运动数据进行预处理并提取关键帧求解初始控制器,并设计一种改进的反馈控制机制;在此基础上,种群父代个体变异产生子代,采用禁选区域预筛选策略去除不满足约束的个体,并通过重采样获取新解;然后,通过物理仿真获得多目标适应度值,采用区域密度多层取优选取分布均匀的优秀个体作为下一代父代,并通过基于剪枝的多阶段物理求解算法决定是否进入下一阶段优化;经过多次迭代后获得物理控制器,从而生成具有反馈的人体物理运动。结果针对提出的方法,本文针对多个测试函数和物理运动分别进行实验:在测试函数实验中,本文分别采用经典的测试函数进行实验对比,在相同的迭代次数下,相比之前算法,本文算法中满足约束的优秀个体命中率更高,反转世距离更小,且最优解集的分布更加均匀;物理运动生成实验中,分别针对走路、跑步和翻滚等运动进行物理运动生成,与之前算法进行对比,本文算法可以更早地完成收敛,同时目标函数值更小,表明生成的运动效果更好。结论本文提出的进化求解方法可以生成不同运动的控制器,该控制器不仅可以生成物理运动,而且还具备外力干扰下保持平衡的能力,解决了运动控制器求解中多目标权重设置困难、优化时间长的问题;除此之外,本文算法还对具有约束的多目标问题具有较好的求解效果。

GPU Tessellation全球地形可视化方法

目的目前全球大规模地形可视化问题基本都衍生于分块LOD(level of detail)方法,该方法在快速地表漫游中依然存在GPU-CPU的数据传输瓶颈,其基于裙边的缝隙修复方法既需要额外资源,还存在依然无法完全消除的痕迹。为解决这些问题,提出了一种GPU网格生成的地形可视化方法。方法结合GPU Tessellation方法、基于视点与屏幕空间误差的LOD方法、局部坐标系渲染等算法,使得全球地形可视化的生成效率有明显提高。结果实现了一个全球地形可视化系统GTVS,提供全球高精度地形数据与多分辨率高清卫星影像数据的调度与渲染等。论文对该系统进行了详实的实验和数据分析,相比传统基于GPU的分块LOD方法,FPS(frames per second)提升100%以上,很好地解决了系统瓶颈问题。结论结果表明所提方法实用、鲁棒、扩展性好,可广泛地适用于大规模的全球渲染系统中。

重庆市渝北体育馆弦支穹顶结构预应力施工技术研究

渝北体育馆屋盖的结构形式采用弦支穹顶结构,平面形状近似为倒圆角的三角形平面,结构形式新颖,预应力施工难度大.本文详细介绍了该工程的预应力施工技术方案,重点分析了五个方面的关键技术:钢索下料及撑杆偏移确定的方法、施工仿真计算分析、拉索布置及安装、拉索张拉以及施工监测.本工程采用张拉径向拉杆施加预应力,张拉过程中采取分级对称张拉的方法.对施工过程进行了详细的仿真计算分析,并根据实际得到的结构竖向位移、部分钢结构应力监测结果,进一步证明了张拉方案的合理性.本文所提出的预应力施工技术为类似的弦支穹顶结构预应力施工提供借鉴.

面向多骨骼及多风格的行走运动控制器

目的基于控制器的运动生成方法存在一些局限性,对骨骼参数、运动风格变化的适应性较差。提出一种面向多骨骼及多风格的行走运动控制器及其生成方法。方法首先使用改进的比例微分控制器作为预处理,使仿真过程适应较大的比例微分增益,然后应用特定规则调整比例微分系数并使用旋转迭代算法进行优化,最后设置各种与稳定性和风格相关的目标函数,使用协方差矩阵自适应进化策略对控制器中的目标姿态进行优化。结果本文方法可以生成一系列对应不同骨架、不同运动风格的行走控制器,在效率、稳定性、鲁棒性和多样性方面相较其他方法有一定优势,其中稳定运行时间可提高一个数量级。结论本文方法生成的控制器运动稳定性好,风格多样可控,不需要大量手工调整,不要求用户具有较强专业背景,增强了控制器的适应性,扩展了控制器生成运动的应用范围。