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非透明物体三维仿真时材质参数快速提取技术研究与应用

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非透明物体三维仿真时材质参数快速提取技术研究与应用

作者：周旺北方工业大学

学位级别：硕士

基于物理的渲染技术是近些年来所使用的渲染技术里应用比较广泛的渲染技术。PBR技术是利用数学工具在虚拟环境中模拟出真实世界的物理现象,拟合出一系列渲染方程,通过在计算机渲染过程中混合渲染方程,使计算机能够渲染出接近现实材质效... 详细信息

基于物理的渲染技术是近些年来所使用的渲染技术里应用比较广泛的渲染技术。PBR技术是利用数学工具在虚拟环境中模拟出真实世界的物理现象,拟合出一系列渲染方程,通过在计算机渲染过程中混合渲染方程,使计算机能够渲染出接近现实材质效果的技术。与传统渲染技术相比,PBR相关技术对于物体的材质渲染效果有着明显的提升与改善。PBR技术较为复杂,技术门槛较高,因此在此技术应用实现过程中不可避免将其分工给程序员、美工、模型师等相关技术人员。物体的渲染效果是由程序员与美工在视觉认知上达成共识,因此美工需要多次调整贴图,这个过程十分浪费的时间。为解决上述问题并优化渲染模型,本文对PBR相关技术的进行研究和深入思考。本文根据Cook-Torrance BRDF模型实现基于物理的渲染的仿真效果。由于在计算过程中使用的是静态的环境球,因此当环境发生变化时,环境球将失效。针对该问题,本文提出一种在实时渲染中获取周围环境信息并生成环境球的方法,实现物体环境球信息的快速更改。通过对仿真渲染的效果分析,该模型没有计算宏观表面遮挡效果,本文通过在渲染方程中引入视差算法,通过计算出物体表面第一个被观察到的点,将该点的光照效果显示在物体表面上,从而实现遮挡效果。为更加精确视差算法的计算,在视差法引入了二分法。针对视差法分层问题,通过引入噪声扰动的方式,有效缓解了这一现象。对于参数快速提取,本文提出了在渲染过程中通过手动修改贴图方式,修改不同材质的参数,并对实时渲染产生对应的修改效果,通过该方式获得期望效果的参数,以达到快速获取大致贴图参数,大大节省时间成本。由于物体表面相关参数分布并非为均匀的单一数值,因此本文通过模拟金属度粗糙度的离散分布,使绘制出的参数贴图模拟出来的光照效果更加真实。

关键词：材质仿真 PBR 虚拟现实双向反射分布函数

一种研究高铁轨面-桥梁横向变形映射关系的精细化解析模型

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工程力学 2024年第7期41卷 88-98页

作者：聂磊鑫蒋丽忠周旺保中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075

强震后的桥墩和支座不可避免会产生一定残余变形,引起钢轨的几何不平顺,直接影响行车安全性和舒适性。该文基于势能驻值原理推导了CRTS-Ⅱ型纵连式无砟轨道横向变形与桥梁结构横向变形之间的映射解析表达式,提出了可考虑层间各构件刚度... 详细信息

强震后的桥墩和支座不可避免会产生一定残余变形,引起钢轨的几何不平顺,直接影响行车安全性和舒适性。该文基于势能驻值原理推导了CRTS-Ⅱ型纵连式无砟轨道横向变形与桥梁结构横向变形之间的映射解析表达式,提出了可考虑层间各构件刚度贡献的解析映射模型。通过有限元模型和文献解析模型验证了该文解析映射模型,进而基于该模型定量分析了层间构件对钢轨横向映射变形的影响。结果表明:梁体横向错台下的钢轨映射变形呈现明显非对称性,且跟随主梁变形的特性较差;扣件对钢轨映射变形的影响很小;CA砂浆层对梁体错台下钢轨映射变形幅值的影响很大,滑动层次之,而对钢轨映射变形范围的影响则弱于滑动层;剪力齿槽对钢轨映射变形的影响最大,侧向挡块次之;剪切钢筋对钢轨映射变形的影响可以忽略;桥梁抗弯刚度对钢轨映射变形范围有一定影响,而对钢轨映射变形幅值的影响几乎可以忽略。

关键词：高速铁路桥梁无砟轨道解析模型势能驻值原理横向映射变形

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职业结构视角的城市经济韧性动力机制研究

现代管理科学 2024年第3期 3-12页

作者：周旺毛琦梁首都经济贸易大学城市经济与公共管理学院

区域经济不均衡发展很大程度体现在城市经济韧性的差异上,探究其动力机制对提高城市经济韧性进而区域可持续发展具有重要意义。基于任务的方法构建任务连通度指数来刻画地区在经济活动空间集聚依赖度方面的职业结构特征,并探索其对于城... 详细信息

区域经济不均衡发展很大程度体现在城市经济韧性的差异上,探究其动力机制对提高城市经济韧性进而区域可持续发展具有重要意义。基于任务的方法构建任务连通度指数来刻画地区在经济活动空间集聚依赖度方面的职业结构特征,并探索其对于城市经济韧性的影响。研究结果表明,任务连通度对经济复苏前和复苏中以及状态转变的城市经济韧性均具有显著正向促进作用,职业结构是影响城市经济韧性的重要原因。异质性分析表明,高任务连通度对城市经济韧性具有显著正向促进作用,低任务连通度却对城市经济韧性不显著,这意味着具有复杂型任务属性的职业结构有利于提高城市经济韧性,而具有标准型任务属性的职业结构不利于提高城市经济韧性,具有不同任务属性的职业结构是影响城市间经济韧性差异的重要诱因。基于以上结论,得出相应的政策启示以提高经济韧性,应对城市未来发展。

关键词：职业结构任务属性任务连通度城市经济韧性

控制点布设对低空小型无人机高分影像精度的影响

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测绘通报 2017年第S1期 69-74页

作者：周旺辉蔡东健甄宗坤苏州工业园区测绘地理信息有限公司江苏苏州215000

针对低空无人机航测按照传统航测的布点方式,不仅需要较多的控制点,而且实施起来不便的缺点,提出了一种适合小区域、高精度的无人机航摄最优布点方案。通过对GNSS辅助免控制点、不同控制点分布和不同控制点密度分别进行影像定位精度对... 详细信息

针对低空无人机航测按照传统航测的布点方式,不仅需要较多的控制点,而且实施起来不便的缺点,提出了一种适合小区域、高精度的无人机航摄最优布点方案。通过对GNSS辅助免控制点、不同控制点分布和不同控制点密度分别进行影像定位精度对比试验,表明该方案精度较高,与传统航摄相比易于实施且需要的控制点数量较少。

关键词：控制点布设无人机影像精度高分影像

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职业结构、就业增长与中国地区人口规模变化

西北人口 2024年第4期45卷 28-43页

作者：周旺毛琦梁首都经济贸易大学城市经济与公共管理学院北京100070

中国地区人口规模变化差异性是区域经济发展不均衡的重要内容,探索其影响因素以及作用机制对促进区域协调发展具有十分重要的现实意义与理论价值。为此,采用基于任务的方法来衡量和解释21世纪以来中国地级地区的人口规模变化。通过构建... 详细信息

中国地区人口规模变化差异性是区域经济发展不均衡的重要内容,探索其影响因素以及作用机制对促进区域协调发展具有十分重要的现实意义与理论价值。为此,采用基于任务的方法来衡量和解释21世纪以来中国地级地区的人口规模变化。通过构建任务连通度指数来刻画地区在经济活动空间集聚依赖度方面的职业结构特征,并利用三阶段跨期截面模型探索了其对地区人口规模变化的影响。研究结果表明,任务连通度指数是地区吸引人口集聚能力的重要职业结构特征,对中国地区人口规模变化具有重要影响,任务连通度越高的地区,其人口规模增长越快;多种方式的稳健性检验进一步支持了以上结论;异质性分析表明,大城市与一二线城市的任务连通度对人口规模变化更具有显著促进作用,而是否资源型城市没有明显的显著性差别,说明大城市与一二线城市对职业结构的任务空间集聚依赖性需求更高,促进了其人口规模变化的增长。此外,机制分析表明,任务连通度对于人口规模变化的影响与地区服务业尤其是生产性服务业的就业增长有关,这类产业的职业结构具有高度的人际交互依赖和较高的空间邻近需求,由此形成促进就业增长的重要动力并吸引人口流入。鉴于此,政府需要从职业结构视角审视并打造地区优势,注重吸引具有复杂型任务属性的产业,提升适应外部变化、抵御风险的能力,增强经济韧性。

关键词：职业结构就业增长人口规模任务连通度

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基于实景三维模型的1∶500地形图测绘的分析与应用

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测绘通报 2017年第S2期 57-61页

作者：周旺辉蔡东健刘景山苏州工业园区测绘地理信息有限公司江苏苏州215000

倾斜摄影技术突破传统垂直航空摄影的限制,从多角度获取影像,生成可量测的实景三维模型,并直接用于地形图测绘。本文基于实景三维模型进行1∶500地形图测绘应用研究,探讨了倾斜摄影的关键技术,总结基于实景三维模型的1∶500地形图测绘流... 详细信息

倾斜摄影技术突破传统垂直航空摄影的限制,从多角度获取影像,生成可量测的实景三维模型,并直接用于地形图测绘。本文基于实景三维模型进行1∶500地形图测绘应用研究,探讨了倾斜摄影的关键技术,总结基于实景三维模型的1∶500地形图测绘流程,结合实例的相关精度分析,验证了基于实景三维模型的1∶500地形图测绘的可行性,提供了一种新的大比例尺地形图生产模式。

关键词：实景三维模型倾斜摄影 1∶500地形图 UAV

基于贝叶斯自优化Bi-LSTM组合网络的高速铁路轨道-桥梁系统震后响应预测方法

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Journal of Central South University 2024年第3期31卷 965-975页

作者：彭康蒋丽忠周旺保余建向平吴凌旭 National Engineering Research Center of High-speed Railway Construction Technology Central South UniversityChangsha 410075China

中国高速铁路(HSR)规划建设逐渐向地震易发地区延伸,亟需一种及时、准确的灾后地震响应快速预测方法,以实现高速铁路系统运输生命线安全的快速评估。本文提出了一种基于贝叶斯自优化双向长短期记忆(Bi-LSTM)网络的快速预测方法,以经过... 详细信息

中国高速铁路(HSR)规划建设逐渐向地震易发地区延伸,亟需一种及时、准确的灾后地震响应快速预测方法,以实现高速铁路系统运输生命线安全的快速评估。本文提出了一种基于贝叶斯自优化双向长短期记忆(Bi-LSTM)网络的快速预测方法,以经过实验验证的高速铁路轨道-桥梁系统有限元模型地震动响应计算数据为样本,将预测地震响应和有限元计算结果进行比较,验证所提方法的精度和鲁棒性,表明该方法在预测高速铁路桥梁结构的非线性地震反应方面是有效的,且高速铁路轨道-桥梁系统的不同预测位置对预测精度的影响不明显;此外,为了降低神经网络训练数据量需求,提出了一种基于离散小波分解的分层聚类算法,结果表明,基于小波分解的分层聚类方法在保证预测精度的同时,有效地减少了训练地震集的输入数量。

关键词：高速铁路轨道-桥梁系统贝叶斯优化 Bi-LSTM神经网络离散小波分解聚类分析

高速铁路桥上设计震致轨道几何不平顺等效方法

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交通运输工程学报 2024年第3期24卷 110-123页

作者：余建周旺保蒋丽忠冯玉林刘祥中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013 福建理工大学土木工程学院福建福州350118

为解决考虑结构随机的设计震致轨道几何不平顺等效问题,建立了高速铁路轨道-桥梁系统的数值仿真模型,基于短时傅里叶变换和假设检验原理构造了设计震致轨道几何不平顺,建立了设计震致轨道几何不平顺的等效拟合模型和等效幅值反应谱,提... 详细信息

为解决考虑结构随机的设计震致轨道几何不平顺等效问题,建立了高速铁路轨道-桥梁系统的数值仿真模型,基于短时傅里叶变换和假设检验原理构造了设计震致轨道几何不平顺,建立了设计震致轨道几何不平顺的等效拟合模型和等效幅值反应谱,提出了考虑结构随机的等效幅值反应谱修正方法,结合震后实测轨道几何不平顺对设计震致轨道几何不平顺等效方法的合理性展开了评价。分析结果表明:在不同墩高条件下,采用正弦函数和一次函数的组合作为等效拟合模型可将设计震致轨道几何不平顺的拟合误差控制在10%以内;在设防地震和罕遇地震作用下,当修正系数分别取为3.0和1.5时,等效拟合模型与修正系数相乘得到的修正拟合模型可以满足随机结构的适用性需求;地震前后实测轨道几何不平顺形状和幅值均无明显差异,对应的横向车体加速度幅值误差小于5%,当地震强度较小时列车可正常运行,无需大幅度减速;与震后实测轨道几何不平顺相比,设计震致轨道几何不平顺使横向车体加速度幅值提升了近50%,基于设计震致轨道几何不平顺计算得到的震后行车速度阈值具有合理安全余量;建立的高速铁路桥上设计震致轨道几何不平顺等效方法可为高速铁路震后行车速度阈值确定与基于震后行车性能的抗震设计提供快速准确的手算方法。

关键词：桥梁工程高速铁路震后速度阈值轨道不平顺结构随机地震损伤行车安全

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突发疫情期间的线上线下医疗资源配置方法

工业工程与管理 2024年第1期29卷 151-158页

作者：周旺于淼于丹丹沈阳建筑大学管理学院辽宁沈阳110168 大连医科大学附属第一医院信息建设与病案部辽宁大连116011

针对突发疫情背景下综合医院线上线下医疗资源配置问题,基于排队框架下两阶段序贯博弈模型,考虑疫情影响下不同风险地区的距离及异质患者就医选择行为,研究了综合医院最优线上线下服务能力分配均衡决策。结果表明:随着疫情管控区患者数... 详细信息

针对突发疫情背景下综合医院线上线下医疗资源配置问题,基于排队框架下两阶段序贯博弈模型,考虑疫情影响下不同风险地区的距离及异质患者就医选择行为,研究了综合医院最优线上线下服务能力分配均衡决策。结果表明:随着疫情管控区患者数量增加,综合医院应为线上服务分配更多能力;综合医院线上服务率对最优服务能力分配的影响取决于医院对误诊患者的定价,当疫情管控区患者数量较大且线上服务治愈率较低时,综合医院对误诊患者治疗给予更大的折扣更有利于吸引患者从而提高利润。研究结果为突发疫情下综合医院探索双渠道服务模式及运营管理提供了启示。

关键词：互联网诊疗医疗资源配置排队博弈论