流程工厂四叉树并行消隐技术的研究与实现（new）
文献类型：学位论文
| 作者 | 李赢 |
| 答辩日期 | 2016-05-24 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 唐卫清 |
| 关键词 | 计算机辅助设计 流程工厂 四叉树 消隐 并行 |
| 学位专业 | 其它专业 |
| 英文摘要 | 流程工厂设计是计算机辅助设计(简称CAD)技术的应用领域之一。目前，国外工厂设计CAD产品存在使用价格相对昂贵，工业标准可能不同，构件图形库可能不适应国内工程设计要求，平、立、剖面图的生成方式不符合国内方式，设计成果可能泄漏等问题。国内工厂设计CAD产品在实体模式下，大多无法加载约1000条管线规模的工厂模型。因此，实现自主知识产权、性能较好的CAD产品很有价值。在这类CAD产品中，三维建模，平、立、剖面图，系统图和常规消隐图等的生成都需要使用消隐功能。本文的消隐主要是指消除隐藏线。消隐功能是工厂设计CAD产品重要的基础模块之一，在目前的这类CAD产品中是必需的。 在消隐功能上，国内外工厂设计CAD产品大多存在2个共同的问题——内存占用大和消隐时间长。为了解决这两个问题，本文设计并实现了一种并行消隐技术。本文的贡献主要如下： (1)分析了流程工厂设计CAD产品中相应模块对消隐在功能和性能上的要求，进而系统地阐述了消隐功能在内存使用和处理速度方面的不足，以及提出了消隐功能的一些特定实现需求，如消隐结果构件重组等。 (2)设计并实现了一种四叉树工厂模型分割方法。该方法可有效地减小消隐功能占用的内存大小，也可为并行消隐算法的实现提供基础。本文在采用某化工局部模型(含有76916个体素)作为测试模型时，AutoCAD的消隐功能占用的内存超过了1500MB。在分割方法的体素阈值设为2000时，本文实现的基于四叉树工厂模型分割方法的消隐功能在未并行化时占用的内存不超过500MB，并行化之后，主处理机上的消隐功能占用的内存不超过100MB。 (3)设计并实现了消隐结果构件重组技术。该技术主要是为尺寸标注、查看构件消隐结果等操作提供支持。消隐结果构件重组这一概念在消隐相关的文献中很少出现。在采用某化工局部模型作为测试模型时，实现消隐结果构件重组这一过程大约需要45.77s。在该技术的实现过程中，本文还实现了一种裁剪方法，该方法能够保证与视图包围框边界相交的体素得到正确处理。 (4)设计并实现了一种基于四叉树模型分割方法和OpenCASCADE等的并行消隐技术。OpenCASCADE是开源的几何内核，可为消隐功能的后续升级、维护和性能优化等提供保障。在采用某化工局部模型(76916个体素)作为测试对象、采用5台计算机构成并行计算系统和分割方法的体素阈值设为2000时，并行消隐技术的处理速度达到了未并行化的11.59倍，达到了AutoCAD消隐速度的5.40倍。 综上所述，本文实现的并行消隐技术通过减小内存使用和减少处理时间，一定程度上可降低消隐功能对计算机硬件的要求和缩短项目设计周期，有助于提高设计人员的工作效率，最终增强设计单位的竞争力。 |
| 学科主题 | 计算机图形学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-06-28 |
| 源URL | [http://ictir.ict.ac.cn/handle/311040/2433]  |
| 专题 | 中国科学院计算技术研究所学位论文_2016硕士 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李赢. 流程工厂四叉树并行消隐技术的研究与实现（new）[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2016. |
入库方式： OAI收割
来源：计算技术研究所
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