分布式并行绘制系统中几何指令流压缩的研究与实现

对分布式并行绘制系统的几何指令流进行压缩能缓解网络带宽瓶颈 .对操作码使用 L ZW算法 ,对法向量使用球面对称网格剖分算法 ,对颜色和位置数据使用 DPCM型预测编码算法 ,根据位置数据的特殊性 ,使用了 4类预测器和自适应量化算法 .对几何指令流组合使用多种压缩算法取得了良好的效果 ,在几何模型质量基本没有损失的情况下 ,指令平均长度压缩到原来的 1/ 3左右 ,执行速度达到了 4 0 0指令 /

基于分布式绘制的大幅面立体像对快速浏览技术

针对当前影像数据存储格式不能适应海量影像数据快速访问的情况,研究设计了大幅面立体像对的逻辑四叉树存储格式,并通过立体像对的逻辑四叉树剖分算法把普通格式的立体像对格式快速转换成逻辑四叉树存储格式。由于单机显示无法满足大幅面立体像对的高分辨率、高沉浸感的显示,因此系统研究了大幅面立体像对快速浏览的分布式结构,包括硬件选择、分布式策略和通信方式等方面。由于当前分布式网络不足以支持大规模数据的实时传输,根据帧相关性原理,研究提出了大幅面立体像对的分布式缓冲机制。最后通过实验证明该方法能够实现大幅面立体像对的实时浏览。

分布式并行绘制系统中带宽降低方法的研究

把静态与视点无关网格简化技术和动态与视点相关的网格简化技术结合起来,根据应用领域的要求,采用考虑了离散曲率边折叠算法构造的多分辨率模型,把得到的简化模型提交给与视点相关的网格简化技术处理,在基于联网PC的分布式并行绘制系统中实现模型的渐进传输并进行实时绘制;同时采用几何索引等方式来降低立即模式分布式系统的网络传输数据量,进一步缓解网络带宽压力,增强数据的实时动态交互性。

基于EFT遗传算法的分布式图像绘制

在分布式图像绘制中,为提高图像绘制速度,达到图像的实时绘制,缩短任务调度长度,提出了基于最早完成时间(EFT)启发的遗传算法,染色体编码采用问题属性作为基因。实验表明它对于解决异构网络平台下分布式任务调度具有很好的收敛速度,最佳的调度长度和调度方案。应用于分布式图像绘制可以取得良好的实时性和较佳的图像质量。

基于剂量-响应函数的电网金属材料大气腐蚀分布图绘制方法

金属材料大气腐蚀是影响电网设备可靠运行和服役寿命的重要因素,有必要绘制精细化的金属大气腐蚀分布图以指导电网设备设计、制造及运维。首先,获取高精度网格化气象数据;构建腐蚀介质扩散模型,绘制腐蚀介质分布图;将气象数据与腐蚀介质数据代入金属腐蚀剂量-响应函数,得到金属大气腐蚀速率;最后进行腐蚀等级划分,绘制金属腐蚀等级分布图。所提方法的分布图绘制精度高,能够准确反应复杂环境条件对金属腐蚀的影响,为电网设备防腐设计和运维提供有效的数据支撑。

基于国道214线的多年冻土分布图绘制探讨

本文以国道214线河卡山至清水河段多年冻土路段为例,结合多年来国道214线改扩建地质勘察资料、相关科研监测数据、冻土普查资料等,宏观分析了国道214沿线多年冻土的分布特征,在此基础上,结合沿线60余个冻土测温孔历年来的监测资料,通过DEM数据定量分析了海拔和纬度对国道214线沿线多年冻土地温的影响,并建立了沿线多年冻土分布的地温模型,结合勘察资料对部分与实际资料不相符的区域进行人为修正,最终获得了依据多年冻土地温分区的国道214线多年冻土分布图,这不仅可切实服务于今后该公路的改扩建、养护和运营管理,同时也为沿线其它类似工程建设、生态环境保护提供强有力的技术参考。

基于图形与图像的混合绘制技术

随着虚拟现实技术的发展,对基于图形与图像的混合绘制技术提出了越来越高的要求。基于图形与图像的混合绘制技术是虚拟现实、动态仿真、实时可视化、高品质动画等越来越多的图像、图形应用技术的实现基础。该文对各种基于图形与图像的混合绘制技术进行分类综述、研究和展望。

并行绘制系统Chromium中的3D模型数据压缩

网络带宽不足严重限制了Chromium等并行图形绘制系统渲染巨型几何场景的速度。通过对网络传输中的几何数据进行无损压缩,提出了一种能有效缓解网络负荷的方法。该方法可以很容易地实现不同算法对特定几何数据的压缩。实现了ZLib和哈夫曼算法对Chromium系统的压缩,测试了系统对10类OpenGL应用程序的加速比和压缩比,以及在4种配置环境下的并行运行效果。使用ZLib算法时,测试程序的运行速度都有不同程度的提高,最高提升3倍;数据压缩比平均在5.0以上,最高为30;并行绘制加速比在单服务器数目下最高。ZLib算法整体表现良好,能有效减少网络通信量。

面向多核CPU多GPU的节点内并行混合绘制模型

分布式并行绘制集群节点可以配置多核CPU和多个GPU构建节点内多CPU多GPU系统。现有的节点内并行绘制模型既没有充分发挥多核CPU的强大计算能力，还将绘制、读回和合成阶段串行耦合在一起导致了大量的GPU闲置停顿，严重影响了节点内并行绘制性能。提出了一种节点内高效的并行绘制模型，通过软件绘制与硬件绘制相结合的方法将硬件绘制与图像合成分离，同时利用DMA异步传输机制，构建了节点内绘制、读回和合成三段并行绘制流水线。与现有节点内并行绘制模型相比，并行混合绘制模型不但降低GPU资源闲置率，而且提高了CPU资源使用率。理论分析与实验表明相同应用采用并行混合绘制模型的性能可以达到现有模型的3-4倍，并且具有更好的数据扩展性、性能扩展性。

高临场感和自然交互性的分子可视化教学系统

介绍一个面向分子可视化教学的虚拟现实系统。系统基于多投影无缝拼接技术提供了具有高度临场感的虚拟环境,使学生沉浸在虚拟的分子、原子模型结构中学习生化分子的有关知识。学习者不仅可以带上立体眼镜,观察到高度真实的三维立体分子结构,而且可使用 6 自由度触觉/力觉反馈设备对分子模型进行自然直观的交互操作,获得操作真实物体的效果。文章主要介绍系统硬件构成、多投影无缝拼接、触觉交互技术、分子可视化以及分布式绘制等方面的内容。

可扩展的多投影视频显示技术研究

在仿真、虚拟现实及娱乐领域,高分辨率的视频图像显示有着广泛的需求。提出基于多投影的大屏幕视频显示系统,采用基于计算机集群的层次化系统结构,并基于Master-Slave模型分布管理视频数据。基于事件驱动的同步模型实现了多个进程、线程间的同步解码、播放。结合BH-TDAPI实现了视频图像在多投影的大屏幕环境下的无缝拼接显示。实验表明,该系统具有良好的可扩展性与较高的性价比。

多投影系统D-vision中双手6自由度力觉交互

D-vision系统(这里“D”有“DivideScreen”和“Duplex-Vision”双重含义)是一类基于PC机群的多投影虚拟现实系统(或简称多投影系统)。给出D-vision系统中双手6自由度力觉交互的实现过程:在客户端协同控制两个力觉交互设备Spidar-G(SpaceInterfaceforArtificialRealitywithGrip)实现双手协作交互,其次构造一个基于UDP的Socket类完成客户端和绘制服务器节点之间的通讯,传递跟踪球的位置、方向等信息;然后,通过分布绘制实现在大屏幕上无缝显示。最后实验结果表明:在D-vision系统中双手6自由度力觉交互是一种自然直观的人机交互方式。

基于气象地理法的舞动分布图绘制方法

继频率法、舞动系数法之后,提出了基于气象地理法的输电线路舞动分布图绘制方法。在统计和分析输电线路历年来发生导线覆冰舞动情况的基础上,通过总结气象、地形特征规律,建立覆冰舞动的气象模型和地理模型;结合运行经验,提出舞动区域的分区、分级标准;建立舞动分布图绘制方法标准技术体系。最后,以某省为例采用气象地理法绘制了舞动分布图,并检验其与实际舞动情况的吻合程度,得出了该方法合理、正确的结论。

大屏幕无缝拼接系统的应用软件平台开发

在开放源码的三维绘制引擎OpenSceneGraph和Windows视频显示平台Direct Show的基础上,结合大屏幕投影的应用特点,利用一个通过网络连接的PC集群机组,开发了无缝拼接的三维渲染和视频播放大屏幕投影系统的软件平台,使之既可以用来观看各种格式的大屏幕电影,也可以交互浏览各种格式的三维虚拟场景。设计了主机/从机系统架构思想,利用OSG技术加载几何场景和视频,并提出在保留和立即两种模式下的同步控制技术——时间同步和帧同步。实践证明该方法效果理想,投入成本低,易于操作。

大屏幕投影系统中基于软件的无缝拼接技术

为了克服现有大多数投影系统价格昂贵,投影形式单一,需要专业人员维护的局限性,提出了基于软件的无缝拼接技术。在开放源码的三维绘制引擎OpenSceneG raph基础上,通过对大屏幕系统三个关键技术(基于集群机的分布式图形绘制及其同步控制技术、几何校准、颜色亮度校准)的研究,结合大屏幕投影的应用特点,提出了一套利用普通投影机和具有普通图形卡的PC机实现的大屏幕无缝拼接的三维渲染软件平台。实践证明该方法效果理想,成本投入低,易于操作。

基于MATLAB的分析化学M函数库的开发

以分析化学中的两个典型计算和绘图问题:以各种复杂水溶液体系pH值计算和弱酸型体分布曲线图形绘制为例,详细介绍建立用于分析化学的MATLAB的M函数库思路和M函数的程序编写过程。给出了适合从一元强酸、强碱到三元弱酸、弱碱等复杂水溶液pH计算的库函数和适合一、二、三及六元酸等弱酸型体分布曲线的绘图函数。经过典型算例证明:以上计算pH的函数库和弱酸型体分布曲线绘图函数简单实用、计算过程优化、效率高、数值稳定性好。可广泛用于分析化学及相关学科的教学和科研,具有重要意义。

CDC—IC重复式地层测试仪

CDC—IC重复式地层测试仪是高技术产品,是国家火炬计划项目“电缆式数据测井系统”的重要组成部分,是石油地质测井不可缺少的重要仪器,由船舶总公司七○五研究所和中原石油勘探局测井公司共同研制而成。其主要功能包括:测量泥浆压力和地层压力,一次下井作业可以测得无限个深度所对应的压力值;