改进优先级的分步匹配图像修复算法

首先对Criminisi算法的优先级进行了改进,将图像的局部亮度方差作为优先级的一个度量因子,使图像的修复顺序更加合理;然后对Criminisi算法最佳匹配块的获取过程进行了改进,先后使用1范数和最小二乘法,改进了相似性度量函数,进行分步筛选,获取最佳匹配块,使得匹配更为准确,修复效果更加理想。

基于物理碰撞的边界处理方法

传统的光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法在模拟流体时,核函数一致性的局限性导致在边界处产生较大的数值耗散,降低了边界处粒子的密度值及压强值的计算精度,导致流体体积的错误变化,进而影响模拟效果。文章提出一种SPH方法和物理碰撞相耦合的方法,对于非靠近边界的粒子,用SPH方法计算它们的各种属性;对于靠近边界处的粒子,赋予它们静止密度,使用纯粹的物理弹性碰撞来计算其速度和位置。在此过程中,文章给出了一种有效区分靠近边界的粒子和非靠近边界的粒子的方法;此外还加速了Marching Cubes算法。通过对比实验结果发现,该文方法可以准确计算流体的密度及压强,使得流体体积更加地接近精确值。

基于粒子的水沸腾模拟

近年来,定位流体(position based fluids,PBF)方法以其高效的计算速率和真实的模拟效果成为模拟大场景流体运动的主流方法。文章基于PBF方法使用少量的流体粒子模拟水的沸腾场景。首先采用流体粒子作为热量传输的媒介,通过SPH方法中的核函数理论处理模型中的热传导,使得模拟区域的热量分布更连续,相比于传统的以网格作为热量传输媒介的加热方式,模拟效果更好;其次在流体粒子模型的属性计算中引入粒子效果精度,加快模型计算速度。实验结果验证了该模型具有更好的模拟效果及稳定性。

基于SPH方法和半拉格朗日方法的沸腾现象模拟

水沸腾现象存在以下问题:只关注气泡和水的相互作用,忽略蒸汽的模拟;仅考虑气泡的运动和水之间的互动,忽略水温变化产生的水体本身的循环运动。针对上述2个问题,文章给出了一种网格法和粒子法相结合的模型,用多相流的SPH方法模拟水和气泡,用半拉格朗日方法模拟蒸汽,同时使用实时数据传输的方式实现了气泡、水和蒸汽的同步模拟。相比目前方法仅考虑水和气泡的相互作用,该文模型加入了水由于热传导产生的作用力,展示了由于水温变化造成的水自身的运动,使模拟结果更加贴近实际。