基于数据挖掘多层次细节分解的负荷序列聚类分析

提出了多层次细节分解的负荷聚类算法及其性能评估指标。该算法利用负荷序列间的差分序列均方差和欧氏距离形成交集优化判据;同时根据随机因素对负荷的敏感性加入对应参数要求来控制多层次细节分解聚类,对负荷曲线轮廓相似性细节程度聚类是提高预测精度的重要基础。笔者对所提出的聚类算法与一般欧氏距离聚类、Kohonen神经网络聚类算法进行了性能评估和比较,证明了该算法对季节性负荷具有高敏感性,对高温和气候因素与负荷之间的复杂相关性具有高识别能力,该聚类算法对提高负荷预测精度是有效的。

基于多层次细节模型的动态切削力仿真

为了缓解雕刻曲面数控加工过程物理仿真的仿真速度与仿真精度的矛盾,减少仿真的计算量和缩短仿真时间,介绍了雕刻曲面数控加工过程仿真的多层次细节模型和基于该模型的动态切削力的仿真方法。基于雕刻曲面的多层次细节模型的动态切削力的仿真,可以根据工件毛坯不同的几何形状、仿真要求、工艺参数等在曲面上不同的区域和不同的细节层次上进行,为校验和优化数控加工程序提供依据。

基于高斯球的近似共面合并层次细节模型

构造场景多层次细节模型是加速图形显示的有效途径 .给出一种基于共面合并自动生成场景多层次细节模型的算法 .此算法将一单位球定义为高斯球 ,并按一定的规则对其进行层次分割 .然后根据各景物面片的法向在高斯球上的分布 ,将具有近似一致法向的面片划分为面片族 ;在面片族内对相邻面片进行合并 ,生成近似共面区域 ;然后移去其内部点 ,对区域边界重新三角化 .算法还结合临近边界点合并等原则 ,删除对表达场景几何特征重要度低的顶点 .算法利用平面九叉树进行合并操作 ,生成具有多层次细节的场景模型 .实验结果表明 。

基于层次聚类树的点曲面视点相关绘制

针对点曲面的视点相关绘制问题,提出了一个新的表面基层次聚类简化算法。区别于普遍采用的空间剖分基策略,该算法的显著优势在于能够运用法向锥半角误差标准有效跟踪曲面的起伏变化,并以此为聚类简化过程提供可靠的全局误差控制。离线简化阶段,连同各种预定义的聚类约束条件,算法构造了点曲面模型的连续层次多分辨率表达。实时绘制阶段,层次可见性裁剪以及优化的树遍历提高了系统的整体性能。此外,通过引入附加的轮廓增强机制,在较大的屏幕投影误差和较高的模型简化率情况下,系统仍然能够保证较好的绘制视觉质量。

适用于虚拟现实电站内电气设备模型的网格简化算法

虚拟现实对数字化模型的要求是真实和精细的,但如果计算机渲染时大量使用精细程度的模型,则计算量太大。使用多细节层次(LOD)处理技术可以调度不同精细层级的模型,在特定的情况考虑使用简化的模型代替精细的模型,这样可以提升机器的渲染速度,同时减少图形处理器(GPU)的带宽消耗。这些不同层级的模型,如果由建模人员来建模的话,将是一项繁杂和耗时的工程。通过对多种精简算法进行研究和分析,最终采用迭代网格边坍缩算法作为模型简化基础,利用一系列对比试验得到了不同结构模型的最佳精简参数。不仅可以减少建模人员的工作强度,也极大地节省了成本。

公路视景仿真模型

针对传统的三维动画评价公路与环境配合的手段已不适应公路交通发展的需要的状况,对公路视景仿真模型进行了研究。提出了公路视景仿真的研究思路,建立了基于B rep的公路三维视景管理模型,对视景仿真中的多层次细节模型、纹理映射技术进行了应用研究。该模型对公路实时场景的生成以及进一步建立公路仿真系统具有重要的作用,所讨论的算法,对改进渲染速度具有明显的作用。

视点相关LOD四叉树算法在虚拟现实应用中的关键技术研究

虚拟现实技术已经广泛应用于游戏仿真、三维GIS、战场模拟等方面,而海量三维地形场景的快速绘制和实时显示却始终是个瓶颈问题。探讨了采用矩形格网的视点相关LOD四叉树模型实现三维场景的快速绘制和实时显示的方法,并详细地说明了实现各环节的关键技术。

多尺度规则网格模型裂缝参数化处理方法

针对多尺度规则网格模型在不同层次细节过渡时易产生几何不连续的问题,分析基于GPU裂缝处理的LOD架构,提出一种参数化处理裂缝的思想,利用曲线函数控制不同LOD过渡时的网格顶点布局,消除因层次细节过渡产生的T型连接,并扩展至消除多跨度LOD裂缝。最后将该裂缝处理方法应用于当前两种常见多尺度规则网格的LOD模型中。通过实验分析表明,本文方法在保证网格平滑过渡的同时,有效地提高了裂缝处理速度。

大规模地形的LOD生成算法研究

为了实时地绘制大规模地形数据,提出了一种改进的实时连续LOD生成算法。该算法采用分块分层的思想,首先将大规模高程数据进行分块,然后对块中数据按照分辨率的大小分层存储。根据视点位置和网格空间对象误差的关系建立基于四叉树的LOD模型,从而提高了大规模地形的绘制效率。使用该方法描述了太湖流域的地形,取得了良好的绘制效果。

基于工业CT图像的轮廓控制点优化提取

针对如何提取工业CT图像轮廓控制点这一问题,提出一种简单有效的二次提取方法。该方法分为粗提取和精提取两步。首先计算轮廓数据点的离散圆曲率,通过粗提取去除轮廓数据点中的坏点和对轮廓特征贡献很小的点。然后在精提取过程中,通过多层次细节分析将轮廓控制点提取出来。试验验证提取出的轮廓控制点不仅能够表示轮廓的形状,而且能有效地消除数据冗余。

一种改进的ROAM算法

针对ROAM算法的缺点 ,对ROAM算法进行了改进。改进算法提出了先分块后构模的思想 ,首先将大规模高程数据进行分块 ,然后根据视点与子块的关系对每一个子块进行细分判断 ,最后 ,用改进的ROAM算法模拟我国荆江地区的三维地形 。

基于改进四叉树分割和结点存储的LOD算法

多层次细节(LOD)算法作为目前使用最多的地形数据简化算法,对提升渲染速度加快场景可视化有着重要作用,而其中以基于四叉树的LOD算法应用最为广泛。通过对以往算法的研究,提出一种对四叉树的分割和结点存储结构同时进行改进的LOD算法。该算法通过减少误差判断次数加快了四叉树的生成速度,同时改变传统的结点存储方式,降低了数据的冗余存储。

基于视点的多分辨率纹理选择方法

MIPMapping技术是纹理映射中一种有效的纹理反走样技术。但是MIPMapping只是根据被渲染区域的大小来选择相应分辨率的纹理,在初始化的时候必须把所有的纹理细节层次调入内存,这种情况下会降低计算机的效率。提出了一种基于视点的三维地图控制方法,根据与视点相关的渲染区域大小以及视觉重要度来选择相应分辨率的纹理。试验证明该方法在不降低显示质量的同时能有效减少纹理的渲染量,提高了计算效率。

基于Perlin噪声函数的3维地形可视化研究

利用Perlin噪声函数的特点,提出一种基于Perlin噪声函数的随机地形生成方法,并介绍利用该函数构建地形多层次细节模型的实现过程,最后给出利用Perlin噪声函数生成随机地形的实例。

一种实时连续LOD技术的改进算法

建立多层次细节模型是提高大规模地形场景绘制速度的关键技术。本文在传统的基于四叉树的实时连续LOD生成算法基础上,提出了一种改进算法。该算法首先采用Mortan码的编码方式对地形数据简化,利用不完全四叉树存储简化后的高程数据,然后根据视点位置和网格空间对象误差的关系建立基于不完全四叉树的LOD模型,最后采用背面剔除算法将起伏地形的不可见部分去除。笔者使用该方法描述荆江地区的地形,取得了较好的简化效果。

一种紧致且简单的多分辨率网格表示

给出了一种新颖的多分辨率三角形网格表示方法,其特点是多分辨率模型隐含在单分辨率模型里,因而其存储空间非常小,比国外文献报道的结果少10%;多分辨率模型从单分辨率模型中提取,因而其提取、显示时间非常短;多分辨率模型是按模型简化的顺序重新排列原模型的三角形表数据而构造的,因而其生成方法非常简单,且可被用来直接提取、显示各层次细节模型。

复杂几何模型动态视相关的简化

基于三角形网格边折叠的思想,提出了一种新的多边形简化算法以快速生成多层次细节的LOD模型。在析叠边的代价估计中,均衡考虑了多边形边的长度和多边形表面曲率影响;折叠边的顶点位置从折叠边的顶点中选取,既有助于保留了初始模型的形状,又减少运算量,满足实时绘制的需求。在依据视点选择适当LOD模型时,采用了顶点 morphing技术光滑多边形模型,减少不同层次LOD模型转化时引起的图像‘跳跃’。在算法实现中,采用增强的多边形数据结构,并用一算例证明了算法的有效性。

一种基于不完全四叉树的LOD生成算法

为了实时地绘制大规模地形数据,提出了一种改进的实时连续LOD生成算法。该算法首先采用Mortan码的编码方式对地形数据进行简化,并利用不完全四叉树存储简化后的高程数据;然后根据视点位置和网格空间对象误差的关系建立基于不完全四叉树的LOD模型,同时采用逐层找邻法调整不同层次之间的裂缝,并给出了寻找不同类型邻居的实现过程;最后采用背面剔除算法将起伏地形的不可见部分去除。实际编程时,由于采用了H ilbert填充曲线方式存储四叉树结点,并采用隔层四叉树方式访问结点数据,从而提高了大规模地形的绘制效率。使用该方法描述荆江地区的地形,取得了良好的绘制效果。

适于渐进传输的三维模型LOD简化方法

通过传统多层次细节方式组织的三维模型数据由于每个细节层次都采用一个文件进行组织,而且每个层次的模型都对应单独的属性数据,加重了数据冗余程度,不利于数据网络传输;由于各个层次细节模型独立组织,在绘制过程中各个层次之间变化不连续,导致"跳跃"现象,影响了三维模型绘制的可视化效果.研究并且提出一种精细模型简化方法;设计一种渐进式模型数据编码方法,对经过简化处理后的多层次三维模型数据进行存储,实现精细模型网络渐进式传输,通过实验检验方法了的可行性.

一种遥感卫星连续过境区域快速判定方法

精确判定遥感卫星相机指向点过境行政区划,在对地观测覆盖分析和任务规划中有重大意义。提出一种遥感卫星连续过境区域快速判定方法,借鉴LOD思想构建待分析区域金字塔模型,建立上下层和同层邻域索引;采用纵向搜索由模糊到精确,逐层向下缩小判定区域;考虑运动连续性和空间相关关系,结合横向邻域搜索与逆向父层搜索,快速锁定相邻点的过境顶层区域。开展资源三号02星县级行政区划过境分析实验。结果表明,相较于传统方法和单纵向搜索法,该方法在保证准确性的同时,能够大幅提高过境判定的时间效率,单次平均耗时稳定在5.4 ms左右,能够满足高动态遥感卫星的实时过境区域判定要求。