国家自然科学基金(61190121)
- 作品数：9 被引量：28H指数：3
- 相关作者：刘雪梅郝爱民郭松王莉莉毛磊更多>>
- 相关机构：北京航空航天大学华北水利水电学院呼伦贝尔学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金郑州市科技攻关计划项目国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术医药卫生电子电信环境科学与工程更多>>
- 基于3D-LBM的多相流快速模拟
- 2013年
- 对于流体和其他物体的交互,提出了一种基于Lattice Boltzmann的建模和绘制方法。针对固、液交互提出了外力叠加机制,考虑了障碍物对流体的单向作用;在液、液交互时考虑了两种液体的相互作用力。采用GPU硬件加速技术对LBM算法进行了加速,并采用基于屏幕空间的绘制技术对流体表面进行了绘制。实现了两种不相溶液体交互,以及液体与固体交互场景的模拟。
- 刘欢刘雪梅郭松
- 关键词：多相流硬件加速
- GPU适用的并行纹理合成算法被引量：2
- 2015年
- 基于样图的纹理合成是一个大计算量过程,为了利用GPU的并行计算能力进行大规模纹理合成,我们提出一种并行纹理合成算法.该算法综合块查找和全局纹理优化算法分多遍进行纹理的合成和优化,其中每一遍分为串行纹理块定位和并行最优块匹配2个阶段.纹理块定位阶段在CPU端按照扫描线顺序确定待合成的邻域,并将邻域位置传入GPU;最优块匹配阶段在GPU端并行计算待合成邻域与对应样本邻域的全局距离,并查找出最优解得到匹配块.最后根据匹配过程统计数据自适应调整优化规模,在全局范围内对纹理进行迭代优化.实验结果表明,文中算法在保证大规模纹理合成效果的基础上减少了计算时间,能够满足交互式纹理合成的应用.
- 沈哲王莉莉
- 关键词：纹理合成并行计算CUDA
- 基于几何网格的交互式纹理合成方法被引量：1
- 2013年
- 几何网格可以将用户控制设计带入到纹理的合成和编辑中,并且可以为合成结果带来丰富的变化.针对目前几何网格方法中不能结合用户控制信息与样图结构信息快速高效地合成结果的问题,提出一种交互式并行合成方法.首先分析用户控制图得出无缝网格;再对无缝网格进行简单拼接形成初始的结果网格,并通过对其节点位置进行优化来去除网格重复性得到结果网格;在此基础上,利用像素的距离特征和纹元块匹配对结果纹理进行初始化;最后结合像素的方向特征和GPU的并行计算能力合成出结果纹理.实验结果表明,采用该方法用户可以交互地进行纹理的设计与合成,并且得出很好的合成效果.
- 陈益王莉莉
- 关键词：纹理合成
- 耦合无网格迦辽金与质点弹簧实现软组织形变仿真被引量：11
- 2013年
- 软组织形变仿真是虚拟手术系统的关键技术.针对目前软组织形变仿真方法存在的问题,基于黏弹性力学模型提出了无网格伽辽金(EFG)与质点弹簧(MS)耦合的软组织形变仿真方法.在手术区域即大变形和拓扑改变区域采用EFG,其他区域采用MS方法,2个区域之间建立过渡单元;在过渡单元内建立过渡节点,根据过渡节点必须满足位移和力平衡条件来实现2个区域的无缝耦合.对人体肝脏的形变仿真实验结果表明,该方法是有效的.
- 刘雪梅毛磊李运华郝爱民
- 关键词：虚拟手术黏弹性
- 基于质点—弹簧体模型与改进欧拉算法的力反馈被引量：7
- 2013年
- 基于SensAble公司的PHANTOM力反馈设备,以肝脏组织为对象,对虚拟手术仿真中软组织的形变和触觉反馈进行研究。考虑虚拟手术仿真对精度和实时性的要求,采用基于四面体的质点—弹簧体模型构建肝脏组织物理模型,较好地反映了肝脏形变的体特征,增加了模拟的真实感;传统的模型中通常采用线弹性弹簧,但考虑到软组织形变时的黏弹特性,采用弹簧和阻尼器并联的Kelvin黏弹性力学模型模拟肝脏组织的生物力学特征,力图提高形变仿真的准确性。由于光滑的触觉反馈对实时性有更高要求,为进一步提高计算效率,提出一种改进的欧拉算法,仿真结果表明,帧速大于1000HZ,满足虚拟手术实时性需要。
- 刘雪梅王瑞艺郭松
- 关键词：力反馈
- 基于四面体网格的软组织位置动力学切割仿真算法被引量：4
- 2015年
- 为满足虚拟手术中软组织变形与手术模拟的真实性和实时性要求,提出了一种基于四面体网格和位置动力学的软组织切割模拟算法.首先,本算法以四面体作为软组织几何模型的基本操作单元,物理模型采用位置动力学模型驱动软组织变形,四面体网格的凸包形成软组织的外表面.其次,本算法对位置动力学模型进行了扩展,支持了模型拓扑改变的情况,使其适用于软组织的切割模拟.再次,利用支持纹理信息的四面体网格作为几何模型,能生成细节丰富的切口.最后,在该算法上实现了力反馈设备的应用,增加了切割过程中的触觉模拟,增强了虚拟手术中手术环境和过程模拟的真实性.实验表明:该模型能提供真实和高效的变形模拟,并具有较高稳定性和可操作性.本算法目前已应用在北航虚拟现实技术与系统国家重点实验室开发的医学手术模拟器上.合作医院在使用模拟器进行的腹腔镜检查手术方面已经做了前导性的研究,医生对模拟器评价也较高.
- 白隽瑄潘俊君赵鑫郝爱民
- 关键词：四面体网格
