TEB:GPU上矩阵分解重构的高效SpMV存储格式

稀疏矩阵向量乘法(SpMV)是科学与工程领域中一个至关重要的计算过程,CSR(compressed sparse row)格式是最常用的稀疏矩阵存储格式之一,在图形处理器(GPU)平台上实现并行SpMV的过程中,其只存储稀疏矩阵的非零元,避免零元素填充所带来的计算冗余,节约存储空间,但存在着负载不均衡的问题,浪费了计算资源。针对上述问题,对近年来效果良好的存储格式进行了研究,提出了一种逐行分解重组存储格式——TEB(threshold-exchangeorder block)格式。该格式采用启发式阈值选择算法确定合适分割阈值,并结合基于重排序的行归并算法,对稀疏矩阵进行重构分解,使得块与块之间非零元个数尽可能得相近,其次结合CUDA(computer unified device architecture)线程技术,提出了基于TEB存储格式的子块间并行SpMV算法,能够合理分配计算资源,解决负载不均衡问题,从而提高SpMV并行计算效率。为了验证TEB存储格式的有效性,在NVIDIA Tesla V100平台上进行实验,结果表明TEB相较于PBC(partition-block-CSR)、AMF-CSR(adaptive multi-row folding of CSR)、CSR-Scalar(compressed sparse row-scalar)和CSR5(compressed sparse row 5)存储格式,在SpMV的时间性能方面平均可提升3.23、5.83、2.33和2.21倍;在浮点计算性能方面,平均可提高3.36、5.95、2.29和2.13倍。

多光源照射下目标图像实时生成方法

由于地理位置、太阳、大气环境等因素限制,无法获取空间目标在各种姿态、光照条件、特别是激光、太阳和背景光共同作用下的实际成像。提出一种多光源照射下目标图像实时生成方法。该方法基于计算机图形学中纹理映射思想,采用现代图形显卡编程技术和帧缓存对象特性,在GPU(Graphics Processing Unit)端采用着色器语言实现多光源作用下目标亮度值高效计算和真实感增强;采用开源三维图形引擎OSG(Open SceneGraph)支持多种格式三维模型文件,提高与国产麒麟操作系统及常用战场态势显示软件的兼容性。仿真实验验证了该方法的有效性和优越性。

图像处理用于设施园艺管理系统的实践分析

以设施园艺管理系统精准化控制为研究对象,基于图像采集与分析处理技术对作物的生长状态进行感知,获取作物植株的特征参数,作为管理系统精准化控制输入参数。实践表明:采用这种方式能够有效提高作物生长过程的控制精度,提高过程管理的精准化控制水平。

基于Matlab的超磁致伸缩骨传导振子设计平台研发

针对声学领域中利用稀土超磁致伸缩材料(GMM)设计的微型骨传导振子结构设计计算复杂的问题,提出设计一款稀土超磁致伸缩骨传导振子的结构设计平台。在稀土超磁致伸缩换能器设计理论的基础上,利用Matlab强大的数据处理能力和GUI图形用户界面功能搭建了骨传导振子的设计平台。该平台可以对骨传导振子内部的GMM棒、激励线圈、预压力机构等部件进行设计计算,还可对骨传导振子的性能指标进行检验。该平台操作简单,可根据设计要求进行改变参数,有效地提高了设计效率。

适用于不同款式的无监督服装动画预测

虚拟角色着装动画生成是三维动画的关键技术,着装变形作为其核心一直是该领域的研究热点。现有着装变形方法大多基于单一服装款式进行研究,一旦款式变化则需要重新训练,耗费时间和增加计算成本。同时现有方法大多基于有监督的方法进行网络训练,需要大量的数据准备和训练成本。基于此,提出一种适用于不同款式的无监督着装动画生成方法。首先,提出一个可学习的款式特征表示方式,学习款式约束的运动隐空间概率分布模型;其次,基于编解码结构搭建款式约束的无监督服装变形预测网络,进一步引入Transformer编解码层对时序运动特征进行提取;最后,进行多款式动画生成实验,并与现有方法基于视觉效果和定量指标进行对比分析。实验结果表明,相较于现有方法,本文方法可以生成款式可调的、视觉合理的着装动画,在预测精度以及穿透损失等方面具有明显的优越性。

基于视觉的等离子坡口切割工件快速定位方法研究

针对龙门式等离子零件坡口切割平台视觉系统对待切割零件识别速度慢、轮廓定位信息不准以及误匹配等问题,结合Hu矩和图像配准提出一种高效率的匹配和定位方法。首先通过阈值分割算法对图像进行降噪处理,分离零件背景与前景图,对零件轮廓进行识别,基于Hu矩实现对图像库的快速匹配;其次对读入的CAD图像进行坐标变换,通过定义轮廓最小外包斜矩形的角度,基于轮廓质心寻找到一个旋转角度初值并建立函数模型,利用遗传算法的思想优化迭代最优解;最后用CAD模板图像的轮廓路径,修正零件轮廓定位信息。实验结果表明该方法能够快速且准确地从零件图中搜索到与CAD图库中的对应零件,并实现定位信息修正,修正后的整体图像误差在6个像素左右。

基于福井函数方法的芳杂环化合物亲电取代反应位点预测及图形可视化教学应用

基于福井函数方法,利用Gaussian和Multiwfn软件预测了常见芳杂环化合物及取代芳杂环化合物的亲电取代反应位点,使之以可视化图像形式展现并应用于基础有机化学的教学实践。

PBL结合图形勾画在进修医师颅底卵圆孔定位教学的应用效果研究

目的探讨基于问题的教学法(problem-based learning,PBL)结合图形勾画在进修医师颅底卵圆孔定位教学的应用效果。方法选择2022年1-12月,在首都医科大学宣武医院疼痛科进修的医生共60名作为研究对象,采用随机数字表法分为试验组(n=30)和对照组(n=30)。在三叉神经半月节球囊压迫术中实施X射线影像定位颅底卵圆孔教学,试验组采用PBL结合图形勾画教学方式,对照组采用传统教学方式。通过理论考试和问卷调查评价教学效果。结果与对照组相比,试验组的理论考试总成绩、影像成绩和操作成绩均高于对照组(85.8±8.5 vs.69.3±13.7,P<0.001;24.7±3.9 vs.21.8±5.2,P=0.020;35.8±3.7 vs.23.7±6.1,P<0.001)。问卷调查检查结果显示,在提高学习兴趣、提升学习能力、解决困惑迷茫、理解重点难点和满意度评分方面,试验组分别优于对照组(96.7±3.1 vs.80.1±6.9,P<0.001;95.2±4.5vs.76.7±6.2,P<0.001;96.0±4.1vs.72.7±7.9,P<0.001;93.8±5.3vs.69.7±7.4,P<0.001;97.2±3.7 vs.75.0±7.3,P<0.001)。结论在X射线影像定位颅底卵圆孔教学的应用中,PBL结合图形勾画取得良好的教学效果,提高学生学习兴趣和学习能力。

CG技术在外宣纪录片中的运用研究

随着科技的进步,外宣纪录片的制作手段越来越多样化。计算机图形学(Computer Graphics,CG)技术的应用更加突出了外宣纪录片的真实感,营造出强烈的视觉艺术效果,为观众带来了沉浸式的视听体验。基于此,阐述CG技术在外宣纪录片制作中的真实性、适度性和艺术性三大运用原则,分析CG技术在外宣纪录片中的具体应用,包括三维建模、数字绘景和数字调色等,以期为外宣纪录片的艺术创作提供参考。

工程图学混合式教学改革探索与实践

采用混合式教学方式对教学内容及教学目标优化重构,通过自主研发、与企业联合研发系统建立优势互补的教学内容。学生通过网络教学平台、MOOC建设、虚拟实验室进行线上自主学习,通过实体课堂动手测绘实验、动态演示实验、基于项目现场讨论交流、课外拓展训练等实现课前、课中、课后一体化教学设计,学生课上课下均有思考实现线上线下互进协作学习,选择学习时间自由性更大,充分调动自主学习能力,充分体现以产出为导向、以学生为中心的工程教学理念。

工业设计图学“解构达”贯通教学体系构建

解决当前工业设计图学教学体系中缺乏交叉兼顾、基础理论与认知实践脱钩、实践教学与职业需求存在差距、教学模式传统、考核方式单一等问题。基于设计流程,对工业设计图学课程体系进行系统规划,提出读图解图、创意构思、绘图表达三大教学目标,建构“三五三三”教学模式和多元评价体系。工业设计连接工程、技术、设计与人文,其图学素养中抽象思维与形象思维并重、感性创新与理性解析并行,“解构达”贯通教学体系可提升学生图学素养。

放大电路静态在固定式偏置放大电路中的分析

论文主要从固定式偏置共射极放大电路静态工作点的分析方法出发,详细介绍了静态工作点分析常用的图解法和解析法,并对两种方法进行了对比,提出了两种方法的适用性和静态工作点选取的一般原则,为电子信息、电气自动化、机电工程、汽车、电力、城轨运营等专业的教学与学习提供了参考。

社区垃圾分类的科普信息可视化设计策略研究

以可持续发展城市文化建设为视野,探索社区垃圾分类信息可视化的价值和设计原则与策略。通过对社区垃圾分类科普信息可视化的优势分析提出社区垃圾分类科普信息可视化设计优化策略;从文字、图形、色彩、版式设计4个方面,建立基本设计原则,通过情景化设计语言提升获取信息的效率。使垃圾分类科普知识更加直观、清晰地通过视觉化的方式展现,提升公众垃圾分类的知识完整度。清晰易懂的可视化系统更好地指导了大众进行垃圾分类,增强环保意识,为城市社区垃圾分类的科普宣传提供新方法。

平面设计的视觉语言研究

近年来,随着我国思想文化的持续演变和民众审美水平的提升,平面设计作品的赏析角度也在不断更新,传统的平面设计在视觉语言中已难以契合当代潮流,公众更倾向于通过简洁的视觉元素传递信息。因此,视觉语言在平面设计领域的重要性越发凸显。在平面设计领域,通常采用的视觉语言手段主要基于生物学原理,而非经过特殊处理的手段。从传播学角度来看,这些表达方式可以被划分为视觉语言和非视觉语言两大类,为了全面探索平面设计的视觉元素,有必要深入理解它们之间的相互关系。语言不仅是构建思维和情绪的重要工具,也是连接实体与心灵的纽带,能够直接影响我们的认知过程,并作为一种信息传递工具,促进公众之间的有效沟通。

工程图学课程的数字化转型实践探索

随着信息技术和智能制造技术的飞速发展,工程图学课程正迎来数字化转型的重大机遇。文章聚焦课程内容、教学模式、数据分析与反馈三个维度,探索工程图学课程的数字化转型。具体措施包括:引入前沿数字化技术,整合数字化教学内容;丰富数字化资源,创新数字化教学组织模式;引入数字化评估工具,对学生的学习进行精准干预和全面评价。实践表明,工程图学课程的教学质量和效果得到显著提升,为同类课程深入开展数字化转型实践积累了经验。

改进PCA方法的牙颌特征提取和数据集构建

为了提高牙颌数字模型特征提取的准确性和牙齿分割的效率,提出一种几何变换和主成分分析相结合的坐标系标准化方法,并以离散曲率、法向量、形状直径函数和离散测地距离为基础特征对牙颌数字模型进行了特征提取,在此基础上进一步扩展构建了76个特征数据集。采用提出的坐标系标准化方法和数据集对上颌进行了牙齿分割实验。结果表明:改进主成分分析方法能够快速准确地实现牙颌数字模型坐标系对齐,能够准确识别牙齿的特征信息并作出标记,牙齿分割完整,平均分割准确率达到99.74%。基于改进主成分分析方法的牙颌模型特征提取方法能够极大地提高特征对牙齿的区分性,从而降低位姿对牙颌特征提取带来的负面影响,实现在特征数据较少的情况下准确分割牙齿,可为数字化口腔诊疗提供一定的参考。

深海钻探泥浆举升系统双泵协同机制研究

深海钻探泥浆举升系统在无隔水管泥浆循环钻井(RMR)工艺中具有关键作用。为了提升举升系统的安全余量和适应性,本文对多泵串并联机制进行了深入研究,详细描述了泥浆举升泵的串并联结构设计和工作原理,探讨了串联和并联运行时流量与扬程的关系以及泵组串并联工况点的数解法和图解法步骤。进一步地,利用模型泵实测特性曲线,使用图解法获取了双泵串并联工况下的Q-H特性曲线和工况点,并提出了双泵协同控制的建议。

盲用无障碍触觉图学的框架性理论研究

图纸是工程师的语言,对盲人■来说,触觉图学更有其重要意义。盲生要了解所在学校的结构,若有该校的触觉布局图,很快就能获取信息,但国内外对触觉图学的研究还处于起步阶段。文章探索盲人的“触觉识图”机理、“无障碍触觉图形”基本要素的设计理论与应用,从工程图学角度,把明眼人识别的各种基本技术图线转换为盲人依靠触觉可以识别的线性点位标准组合,以及无障碍触觉图形的标注问题等,最终使盲人尽可能像明眼人那样运用基本的技术图纸。

图书封面设计的导向价值与实现路径探析

图书的精神属性决定了图书封面设计具有很强的导向性,包括政治导向、文化导向和审美导向三个维度。由于设计要素选取不当、设计要素组合失当、设计风格模板化等原因,导致当前我国图书封面设计存在一些导向问题。封面设计人员应巧妙利用图形、色彩、文字设计“三要素”,提升图书封面设计的导向价值。

基于AIGC的包装图形设计研究

目的旨在梳理AIGC在包装图形设计中的运行机制,并探究其应用原则和方法,为AIGC在包装图形设计中的科学应用研究提供参考。方法在AIGC技术和包装图形设计相关文献分析的基础上,使用AIGC工具进行湘西苗画文创产品包装图形设计实践,总结并验证AIGC在包装图形设计中的应用流程。构建了AIGC在包装图形设计中的运行机制,研究得出其应用原则和方法。结论运用AIGC进行包装图形设计,可以提高设计效率、优化设计流程,肯定了AIGC在设计过程中的积极作用,但对设计过程的整体把控和设计结果的最终决策,仍离不开设计师的专业知识素养和实践经验。