摘要：针对计算机动画的应用需求,引入生物学领域的先验知识,提出一种异步式的步态时序模型,并在此基础上实现一种足迹约束生成方法.首先对生物学领域内的经验知识进行建模,建立异步式的步态时序模型,以对四足动物的任意步态模式进行参数化的描述;然后通过设定速度参数,依据步态模型筛选出合适的步态模式,并在不同步态间进行过渡处理,生成四足动物完整运动序列的步态图;最后以步态图和速度为基础,面向地形、转向多种环境约束生成四足动物的足尖轨迹.实验结果证明,在生物学数据的支撑下,该方法仅需设置速度参数与环境约束便能够快速、有效地生成四足动物的足尖轨迹,将此轨迹应用于运动生成方法,可以求解出具有真实约束驱动的运动结果.

摘要：针对已有的道路建模技术中建模效果不理想,在大尺度道路网建模中缺乏有效的辅助交互技术支持的问题,通过对立交结构进行分析,提出一种有效的三维立交结构的欧拉图表达及交互设计方法.首先将道路信息预处理,根据处理后的有效数据构建欧拉图,用来表达道路立交结构的拓扑关系;然后利用欧拉图和道路的结构特性计算得到道路的层级关系;再根据控制点、欧拉图的拓扑信息和道路网格,构建立交结构的三维模型;最终构建辅助信息工具,实现对道路网的交互编辑.选取多个类型的立交结构道路网进行实验,结果证明,所提方法在立交结构类型上的应用更广泛,在计算正确率、优化交互编辑过程上有一定优势.

摘要：人体运动数据集是运动数据去噪、运动编辑及运动合成等研究的重要基础.为支撑更具通用性的多模态数据融合研究,设计并采集一套公开的多模态人体运动数据集是亟待解决的问题.首先设计基于传感器的动作捕捉设备采集精准的运动数据、基于体感设备采集的粗糙运动数据、基于惯性测量单元采集的局部惯性数据的采集环境;然后基于网络时间协议实现设备间时序同步,以及多模态数据间的空间同步;最后分类采集了全身运动多模态数据集(HFUT multimodal motion dataset,HFUT-MMD),包含12位采集者进行6类运动的总计6971568帧数据.利用已有算法在HFUT-MMD数据集上的实验结果表明,低精度运动数据经过模型优化能够得到与精准的运动数据相近的运动数据,佐证了各模态数据间的一致性.

摘要：目的 线稿上色是由线条构成的黑白线稿草图涂上颜色变为彩色图像的过程,在卡通动画制作和艺术绘画等领域中是非常关键的步骤。全自动线稿上色方法可以减轻绘制过程中烦琐耗时的手工上色的工作量,然而自动理解线稿中的稀疏线条并选取合适的颜色仍较为困难。方法 依据现实场景中特定绘画类型常有固定用色风格偏好这一先验,本文聚焦于有限色彩空间下的线稿自动上色,通过约束色彩空间,不仅可以降低语义理解的难度,还可以避免不合理的用色。具体地,本文提出一种两阶段线稿自动上色方法。在第1阶段,设计一个灰度图生成器,对输入的稀疏线稿补充线条和细节,以生成稠密像素的灰度图像。在第2阶段,首先设计色彩推理模块,从输入的颜色先验中推理得到适合该线稿的色彩子空间,再提出一种多尺度的渐进融合颜色信息的生成网络以逐步生成高质量的彩色图像。结果 实验在3个数据集上与4种线稿自动上色方法进行对比,在上色结果的客观质量对比中,所提方法取得了更高的峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)和结构相似性(structural similarity index measure,SSIM)值以及更低的均方误差;在上色结果的色彩指标对比中,所提方法取得了最高的色彩丰富度分数;在主观评价和用户调查中,所提方法也取得了与人的主观审美感受更一致的结果。此外,消融实验结果也表明了本文所使用的模型结构及色彩空间限制有益于上色性能的提升。结论 实验结果表明,本文提出的有限色彩空间下的线稿自动上色方法可以有效地完成多类线稿的自动上色,并且可以简单地通过调整颜色先验以获得更多样的彩色图像。

摘要：为提高Leap Motion设备的采集精准度,解决自遮挡、采样频率不稳定等设备固有问题,首先,设计了使用Leap Motion和动作捕捉设备的手部多模态同步运动采集方案,采集了日常动作数据集;其次,提出了基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的Leap Motion手部运动数据优化方法,使用日常动作数据集训练Leap Motion数据到动作捕捉数据的映射网络;最后,提出手指平面约束,确保网络输出数据保持稳定的手部骨骼结构.通过15名志愿者采集了6类动作共967550帧的同步运动数据集,进行了手指平面约束有效性、动作一致性实验,并与双向循环自编码器(bidirectional recurrent autoencoder,BRA)、双向编解码器(encoder-bidirectional-decoder,EBD)方法进行了精度对比.结果表明,文中方法支持使用Leap Motion获取固定采样频率且近似动捕设备精度的手部运动数据,效果较BRA和EBD更加稳定平滑.将文中方法应用于康复游戏中,明显减少了交互动作识别的错误次数.

摘要：大型船闸底板表面经常会产生顺水流方向的纵向裂缝,常规设计方法无法解释.引入土体渗流固结理论,建立模拟船闸施工过程的有限元仿真模型,对比常规设计方法计算结果,从另一角度进一步分析底板开裂原因,认为常规设计方法是一种瞬态整体分析方法,既没有考虑船闸施工过程,也没有考虑土体沉降过程时间特性,对底板上表面应力计算存在较大偏差,建议设计时采用仿真方法进行计算分析.

摘要：基于小波变换的多分辨率压缩算法能够获得很高的压缩比,因而被广泛地用于压缩体数据.针对这种压缩策略,研究基于GPU的数据重构的方法,可以只从CPU向GPU传输少量的压缩数据,从而提高数据传输效率.因为好的数据结构是实现基于GPU的重构算法的关键,所以文中提出适合使用矩形纹理表示的数据结构——NestedTileboard;然后给出基于该数据结构在GPU上实现多分辨率重构的方法,使用NestedTileboard保存中间数据及重构结果;还提出了基于NestedTileboard的多分辨率体绘制方法,直接对重构数据进行体绘制,从而实现数据重构和体绘制的无缝连接.

摘要：通过"魔术"展示氯化钴试纸的特性,启发学生利用该特性设计新的实验方案,自主探究不同环境中的植物叶片上、下表皮气孔数目的分布规律。

摘要：国内外特大型渡槽运用减、隔震技术的实例较少。研究大型渡槽的抗震问题,并采取安全、经济、可靠的隔减震装置,以有效减轻地震灾害的影响,具有十分重要的现实意义。通过对双洎河渡槽所采用隔减震装置——摩擦摆式减震支座的设计应用研究,和建立流固耦合有限元模型进行数模计算,分析了特大型隔震渡槽的地震反应。研究结果表明,采用隔震支座可以延长渡槽结构的基本抗震周期,横向隔振率在69%～85%之间,墩顶位移减小30%～50%左右,发挥了较好的减隔震作用,从而提高了渡槽结构的整体抗震安全性。

摘要：当前概念设计中较大规模功能树存在解空间庞大、冲突定位困难的问题,对此提出基于与或功能树的无损简化方法。证明了无损收缩简化、无损删除简化、无损提取简化的相关定理,并籍此给出与或功能树的无损简化算法。最后通过实例,证明该算法可在保持逻辑等价和创新能力不损失的前提下有效降低问题的复杂度,从而提高了概念设计的效率。