摘要：针对复杂产品设计模型中设计变量与设计目标间关联关系复杂且存在变关联关系的问题,提出一种基于变关联的模型简化方法.该方法根据敏感度分析和信息熵理论将设计变量划分为强关联变量、弱关联变量和变关联变量,将弱关联变量简化后的设计模型分解为层次模型;在层次模型的每个计算步求解中,根据关联矩阵法计算变关联变量与设计目标的变关联强度,若为强关联则计算该变关联变量,若为弱关联则简化该变关联变量.最后以换热器结构优化设计为例,验证了文中方法的有效性.

摘要：在工业界,产品配色通常依赖于设计经验和大量的往复实验.为了有效地降低对专业知识和往复实验的依赖,提出了以色彩语义为驱动、交互式遗传算法为操作手段的产品配色设计方法.首先应用模糊理论建立色彩组合语义集,并运用因子分析方法从色彩组合样本中提取各独立色彩的语义贡献因子,建立独立色彩与语义词汇之间的映射关系;然后引入着色区域差异度因子建立色彩组合调和度评价机制;以形象化的色彩语义词汇为输入,通过交互式遗传算法以色彩调和评价机制为约束,以色彩语义贡献因子和用户交互评价结果为进化条件选取和优化色彩组合,完成产品配色设计.实例结果表明,文中方法为产品配色设计提供了一条有效的途径.

摘要：为了探索机械系统原理分解对称的作用机理及其在产品创新设计中的应用规律,建立由原理时空对称和原理效用对称组成的机械原理对称体系.原理效用对称描述多个原理方案实现相同目的功能的等效性,可分为原理分解对称、组合对称和置换对称3种类型,其中原理分解对称可进一步分为异种原理分解对称和同种原理分解对称.基于原理分解对称的作用机理和效用,提出原理分解对称的17个设计准则和2个设计原理.建立"产品性能需求—原理解缺点—原理分解对称设计准则/原理"关联模型,提出应用原理分解对称知识实现产品原理创新的进程.给出一个实例,说明作者如何运用提出的方法,借助于原理分解对称的设计准则而发明一种能抵消附加磁扭矩的电锤钻的创新过程,并验证相关应用知识的有效性.

摘要：在参考张量投票理论的基础上,结合二次误差简化算法,提出一种边界特征保持的几何网格模型分级二次误差简化算法.首先根据张量投票理论对三角网格顶点进行面点、边点、角点类型分类;然后对各边对按照二次误差简化算法进行边折叠代价计算;再将分类顶点按照设定的等级权重加入边对折叠代价中,从而保证渐进式简化过程中能够对顶点进行分级简化.实验结果表明,该算法不但能实现渐进简化,而且能按需保留模型的整体特征和细节特征.

摘要：针对现有产品模块构建过程中存在的问题,通过建立产品零部件量化关联矩阵,采用扩展的解析结构模型对产品综合关联关系进行分解,形成产品初始模块。以关联矩阵为基础,给出了衡量模块聚合度、耦合度和设计需求趋同度的数值量化计算方法,并用上述指标构造了相应的优化数学模型。同时,应用成组遗传优化算法对初始模块进行优化,得到最优模块划分方案,并提供了模块接口的设计策略。最后,以电除尘器为例,验证了该方法的可行性和有效性。

摘要：为了通过并行化技术提高隐式曲面绘制和网格化的速度,提出一种基于GPU并行计算架构的区间分析方法来网格化和绘制隐式曲面.首先按照给定的绘制分辨率将绘制空间离散成体素表示,充分利用GPU的并行计算能力,采取区间分析方法并行计算隐函数在所有体素上的取值区间,从而确定出包含隐函数零等值面的特征体素;进一步,抽取特征体素的外表面对其进行拓扑校正,确保得到的网格是二维流形;然后使用Laplace操作对这个网格进行光滑处理,得到隐式曲面的网格表示.大量实验结果表明,隐式曲面的网格化和绘制时间一般小于0.1 s,达到了实时化的水平.

摘要：材质设计是三维场景建模的重要内容,不仅耗时而且费力.为了从图像中获取三维场景的材质风格,提出一种自动从单幅图像获取三维场景材质风格的算法.首先对三维场景采样多个视图,利用反绘制技术从样本图像中自动获取材质风格,并将其转换到三维场景的各个视图中作为场景中物体的候选材质;然后定义候选材质绘制结果与样本图像材质分布差异的目标函数,其中包含两者色度的均值、方差以及直方图分布的差;最后利用禁忌搜索方法优化该目标函数,从候选材质中选取最合适的一组作为最终结果.通过用户调查并与人工交互的结果进行对比,验证了文中算法的可行性.

摘要：大规模雪场景的真实感实时绘制在虚拟现实、雪灾的预防和救援、军事仿真及游戏设计等领域有着广泛的应用价值,但现有方法难以同时生成大规模动态雪场景的积雪及飘雪效果.为此提出并实现了一种交互式大规模雪场景建模与实时绘制的新方法.为了精细地模拟场景的积雪效果,提出一种基于视点的自适应降雪遮挡图模型,能在实时更新地物的遮挡关系的同时大大减少大规模雪场景中积雪的计算量,并提高了计算精度;对于场景的飘雪,采用一种基于视点的雪粒子分层建模技术来减少雪粒子数量,将视点变换及降雪粒子系统移至GPU中进行加速计算;采用动态多旋转纹理来模拟飘落雪花的形状以增加其真实感;采用几何与纹理混合绘制的方式来减少大场景的复杂度.最终成功地实现了野外和城市两个大规模雪场景的实时漫游,在场景中可看到压雪累累的树枝雪挂景象及轿车上厚厚积雪等冬天美景.

摘要：针对现有角色毛发建模复杂耗时的问题,提出一种基于多边形表面网格的快速毛发建模方法.首先构建粗糙的表面网格来大致表示毛发的整体形态,随后计算控制毛发走向的参数,并基于此自动生成形状网格对应的空间毛发轨迹线来修正毛发走向,使结果在拟合用户指定的毛发形态的同时兼容现有的风格化方法.实验结果表明,该方法使用类似表面网格建模的方法即可完成高质量毛发的建模,在得到较好结果的同时大大降低了建模的难度与工作量,并增强对结果的可控性.另外,文中方法也可方便地与基于物理的运动模拟方法结合生成毛发动画.

摘要：已有的基于相关性检测的图像缩放算法所检测的边缘方向较少,并且只考虑了边缘特征的常数相关性,有时难以发掘像素之间所蕴含的关联性.为此,提出一种基于相关性检测的非线性图像放大算法.在检测图像中像素的相关性时,充分考虑像素之间潜在的相关方向;在检测相关性的过程中引入针对图像边缘特征的线性和二次相关性检测,用常数、线性或者二次函数来拟合像素之间的关系,从而更全面地描述像素之间的相关性,即图像的边缘特征,使得图像在放大过程中沿着图像的边缘特征进行,有效地消除了放大图像的模糊问题.实验结果表明,该算法具有良好的局部性,适合于GPU并行实现.