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    2020年第1期目次
    2020, 41(1): 0-0. 
    摘要 ( 99 )   PDF(125KB) ( 277 )  
    图 学 学 报 Tuxue Xuebao 
    第 41 卷  第 1 期 (总第 149 期)  2020 年 2 月

     
                                                                                 目  次
    计算机图形学与虚拟现实

    复杂开曲面的鲁棒布尔运算 ········································································ 刘凯正, 刘利刚   (1)
    对称区域边界处理方法及基于表面粒子提取的表面张力计算 ················· 朱晓临, 张义群, 郭清伟  (10)
    散乱数据拟合的自适应分片逆尺度空间算法 ··················································· 钟轶君, 李崇君  (18)
    基于 GAN 的树叶飘落模拟 ······························································· 冯乾泰, 杨  猛, 付  慧  (27)
    基于物理的雾凇生长模拟算法 ············································ 李  晔, 杨  猛, 上官大堰, 杨  刚  (35)
    高维数据聚类可视分析方法综述 ··········································· 章  蓉, 陈  谊, 张梦录, 孟可欣  (44)
    基于 Leap Motion 的虚拟现实陶艺体验系统 ············· 林莹莹, 蔡睿凡, 朱雨真, 唐祥峻, 金小刚  (57)
    图像处理与计算机视觉
    基于低秩稀疏矩阵分解的非接触心率估计 ····························· 黄继风, 白国臣, 熊乃学, 魏建国  (66)
    结合暗通道先验与 Hessian 正则项的图像去雾 ························ 高珠珠, 魏伟波, 潘振宽, 赵  慧  (73)
    基于 CNN 的银行卡数字识别方法 ····················································· 李尚林, 王鲁达, 刘  东  (81)
    基于离散余弦变换基函数迭代的人脸图像识别 ···································· 于万波, 王香香, 王大庆  (88)
    多阶段优化的小目标聚焦检测 ············································· 周立旺, 潘天翔, 杨泽曦, 王  斌  (93)
    一种改进 FCN 的肝脏肿瘤 CT 图像分割方法
     ···························································· 段  杰, 崔志明, 沈  艺, 冯  威, 吴宏杰, 冯雨晴 (100)
    基于改进分段铰链变换的人体重建技术 ·················· 张小蒙, 方贤勇, 汪粼波, 田利利, 孙有为 (108)
    数字化设计与制造
    求解包含复杂关联约束的 JSSP 的二级嵌套混合算法 ······································ 罗亚波, 余晗琳 (116)
    一种基于线性反馈移位寄存器的轻量级强 PUF 设计 ·················· 侯  申, 郭  阳, 李  暾, 李少青 (125)
    工业设计
    基于实验分析与数值模拟技术的产品概念设计方法 ················ 李天赠, 黄红梅, 陈家静, 赖春敏 (132)
    基于参数化逆向建模的踝足矫形器设计 ···················· 张芳兰, 陈瑞营, 邵  帅, 张俊瑶, 冀文嘉 (141)
    建筑与城市信息模型
    BIM 和 GIS 的空间语义数据集成方法及应用研究 ············································ 翟晓卉, 史健勇 (148)
    工程图学
    教师视角下的课程有效教学质量保障策略 ················ 张秀芬, 蔚  刚, 胡志勇, 薛俊芳, 骞绍华 (158)
    新工科背景下工程图学课程改革研究 ················································· 栾英艳, 王  迎, 何  蕊 (164)
     
     
     
    期刊基本参数:CN 10-1034/T * 1980 * b * 16 * 168 * zh * P * ¥30.00 * 400 *21* 2020–1
    相关文章 | 计量指标
    计算机图形学与虚拟现实
    复杂开曲面的鲁棒布尔运算
    刘凯正, 刘利刚
    2020, 41(1): 1-9.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010001
    摘要 ( 107 )   PDF(2251KB) ( 270 )  
    在计算机辅助几何设计中,布尔运算是一种构造实体的常用方法。自从19 世纪
    80 年代布尔运算被提出后,该方向的研究工作大多是在效率与鲁棒性间做权衡,为了保证输入
    网格表示某个实体的边界,大部分算法严格要求其没有洞和边界边。故此提出一种与上不同的
    高效的、鲁棒的适用广的布尔运算算法,其能在非实体网格上被执行。首先,将输入网格合并,
    然后在解决合并出现的自交问题后,将网格沿着非流形边分割成许多不同的流形块,并且检测
    出流形块所围成的胞体;然后通过添加虚拟流形块的方法计算胞体的环绕数,并标记胞体关于
    输入网格的属性,从而得到正确的布尔运算结果。
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    对称区域边界处理方法及基于表面粒子提取的表面张力计算
    朱晓临, 张义群, 郭清伟
    2020, 41(1): 10-17.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010010
    摘要 ( 64 )   PDF(1130KB) ( 116 )  
    流固边界处理一直是流体模拟的研究重点,边界力法和虚粒子法是研究流固边界
    的常用方法。边界力法通过对铺设在边界上的粒子施加排斥力防止粒子穿透,但边界力的计算
    限制了模拟速度。虚粒子法在边界处生成虚粒子,随着粒子数的增加所需的虚粒子数也随之增
    加,导致计算速度下降,且会出现流体与边界分离的现象。为此,提出一种对称区域边界处理
    方法,在保证逼真度的前提下满足实时性要求,随着粒子数的增加,其耗时增长也明显比其他
    传统方法慢,更适合对复杂场景的模拟,同时避免了边界处流体与边界分离的现象。CSF 方法
    是处理表面张力常用的方法,可将表面张力看作体积力进行计算,大大减弱了表面形状对曲率
    计算的影响,而事实上曲率的计算只与表面的形状有关。为此,对CSF 方法进行了改进,提出
    了一种基于表面粒子提取的表面张力计算方法,减小了传统CSF 方法计算曲率的误差,提高了
    计算速度。模拟仿真的效果验证了该方法的有效性。
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    散乱数据拟合的自适应分片逆尺度空间算法
    钟轶君1, 李崇君2
    2020, 41(1): 18-26.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010018
    摘要 ( 85 )   PDF(1879KB) ( 106 )  
    散乱数据拟合(逼近)是在信号处理、计算机图形学等领域中被广泛研究的问题,
    近些年,利用优化方法获得散乱数据的稀疏表示逼近解也成为了优化和曲面重构交叉领域的热
    点。基于由B 样条生成的PSI 空间中的散乱点曲面拟合问题和分片稀疏的联系,将分片稀疏性
    引入到Bregman 逆尺度空间算法(ISS)中,提出一种自适应的分片逆尺度空间(aP_ISS)算法,处
    理散乱数据的曲面拟合问题。通过对逆尺度空间系统分片符号一致性分析,得到了自适应分片
    逆尺度空间系统的性能保证定理和避免了aP_ISS 参数的选取。应用到散乱点曲面重构问题上
    的数值实验结果表明,该算法不仅可以有效拟合曲面,还能够较好保护分片稀疏性。
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    基于GAN 的树叶飘落模拟
    冯乾泰, 杨 猛, 付 慧
    2020, 41(1): 27-34.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010027
    摘要 ( 156 )   PDF(9870KB) ( 128 )  
    为了模拟在三维渲染、虚拟现实、游戏场景、电影特效等环境中具有真实感的树
    叶飘落效果,同时受当下日益成熟的深度学习算法的启发,提出了一种基于生成式对抗网络
    (GAN)的树叶飘落动态效果模拟算法。首先,通过实验或实地采集不同环境条件下(风力级别、
    扰动级别等)树叶飘落的6 元时间序列制作训练数据集;然后使用该数据集对双通道对抗式生成
    网络模型(DACGAN)进行训练;其次,训练后的模型能够根据需求(风力级别、扰动级别等)输
    出三维落叶数据;最后,将这些数据用于各种图形渲染环境中。理想状态下,相对于传统的基
    于数学模型控制飘落的方法以及人为设置关键帧的动画方法,可以为捕获树叶飘落的真实感提
    供可能,且随着计算机视觉技术以及深度学习技术的发展成熟,使得现实中的三维数据更易获
    取,生成模型更加优化,DACGAN 算法成本更低。
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    基于物理的雾凇生长模拟算法
    李 晔1, 杨 猛1, 上官大堰2, 杨 刚1
    2020, 41(1): 35-43.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010035
    摘要 ( 122 )   PDF(9922KB) ( 105 )  
    为了实现冬季中常见的2 种雾凇——软凇和硬凇的模拟,通过研究2 种雾凇在不
    同风速、温度等生长环境下的形态,提出了一种基于物理的雾凇生长动态模拟算法。采用热力
    学原理建立的覆冰模型计算雾凇的长度,并结合扩散限制凝聚方法,以每个雾凇生长点为凝聚
    核对软凇的形态进行模拟,利用分节计算生长终点方法来模拟硬凇的形态。同时引入柏林噪声
    函数,通过构造随机噪声函数、平滑函数等方法来实现风场的模拟。实验结果表明,该方法能
    够真实、有效地模拟自然界中的软凇和硬凇。
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    高维数据聚类可视分析方法综述
    章蓉 1, 陈 谊 1, 张梦录 1, 孟可欣 2
    2020, 41(1): 44-56.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010044
    摘要 ( 123 )   PDF(3259KB) ( 159 )  
    数据聚类的可视分析方法利用可视化与交互技术帮助用户对聚类过程与结果进行
    多角度分析,从而发现数据内部隐藏的结构和关系。但由于高维数据自身的“维度诅咒”问题
    使得聚类分析面临着许多挑战,例如模型参数设定、数据特征捕捉、结果解释以及可视化展现
    等。本文从高维数据聚类过程中遇到的问题出发,首先总结了高维数据聚类过程中常用的数据
    处理方法并对其性能进行了比较,这些方法能够较好地解决“维度诅咒”问题,帮助用户挖掘
    数据中存在的聚类模式。在分析和理解不同聚类结果中包含的数据内部结构和规律时,由于前
    期采取的数据处理方法不同,因此需要采取不同的探索分析策略,所以本文将近10 年来高维数
    据聚类的可视分析方法分为2 大类进行总结,即基于降维的聚类可视分析方法和基于子空间聚
    类的可视分析方法。最后对该领域目前存在的机遇与挑战进行了讨论。
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    基于Leap Motion 的虚拟现实陶艺体验系统
    林莹莹, 蔡睿凡, 朱雨真, 唐祥峻, 金小刚
    2020, 41(1): 57-65.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010057
    摘要 ( 99 )   PDF(6941KB) ( 106 )  
    针对陶瓷工艺制作条件严苛导致普及受局限的问题,研发一套基于Leap Motion
    的虚拟现实陶艺体验系统,使用户得以脱离物理条件限制、以裸手交互的方式,简单直接地进
    行陶瓷制作工艺体验。在结构方面,将陶器划分为顶部、侧面、底面3 部分,其中侧面结构基
    于简单均匀广义圆柱体,并利用高斯函数进行形变的约束控制;在交互方面,参考真实陶艺场
    景,依据陶器结构特性设计用户友好的手势动作和操作范围,并结合动作捕捉和虚拟现实技术,
    在保证陶器形变可控性的同时,提升系统体验的真实感和沉浸感。设计对比实验和陶器模型
    偏差值计算方法,量化证明系统可控性和体验的优越性。以沉浸感、完成度、操易度、趣味
    性4 项作为调查问卷评估指标进行统计分析,验证系统良好的用户体验。
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    图像处理与计算机视觉
    基于低秩稀疏矩阵分解的非接触心率估计
    黄继风1, 白国臣2, 熊乃学2, 魏建国2
    2020, 41(1): 66-72.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010066
    摘要 ( 81 )   PDF(3504KB) ( 152 )  
    心率检测作为一项重要的生理检测指标,在医学健康、刑侦检测、信息安全等方
    面具有重要应用。计算机视觉领域近期的研究表明,心率信号可以通过摄像头捕捉的视频予以
    获取。现有的研究方法在理想的实验环境下已取得较好的效果,然而在自然状态面部旋转以及
    出现各种噪声(阴影、遮挡)时鲁棒性较弱。通过检测人脸的关键点,获得面部区域的感兴趣,
    避免因面部旋转引入检测误差,在现有模型的基础上提出一种基于低秩稀疏矩阵分解的非接触
    式心率估计模型,对频域血液体积脉冲(BVP)信号矩阵实现去噪处理,解决使用摄像头非接触
    式获取心率信号时存在的问题。实验显示,该模型在MAHNOB-HCI 数据集上实现了3.25%的
    误差比均值,优于现有的模型。
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    结合暗通道先验与Hessian 正则项的图像去雾
    高珠珠, 魏伟波, 潘振宽, 赵 慧
    2020, 41(1): 73-80.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010073
    摘要 ( 85 )   PDF(2379KB) ( 185 )  
    在雾天拍摄户外图像,其对比度和可见度均受到严重的影响。目前图像去雾方法
    通常依赖于准确的透射率图,而二阶的Hessian 正则项具有保留精细结构同时抑制阶梯伪影的
    能力,可提高图像的对比度和可见度。为此采用暗通道先验方法获得有雾图像大气光值初始透
    射率图,提出一种结合Hessian 正则项的二阶变分模型来细化初始透射率图及去雾图像。利用
    交替方向乘子法(ADMM),通过引入辅助变量,使拉格朗日乘子不断更新迭代,直到能量方程
    收敛,输出去雾图像。采用LIVE Image Defogging 有雾图像数据库进行了仿真实验。通过对去
    除薄雾和浓雾效果图的视觉质量和定量的评估,表明该方法得到的去雾图像清晰自然,纹理细
    节保持效果较好。
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    基于CNN 的银行卡数字识别方法
    李尚林, 王鲁达, 刘 东
    2020, 41(1): 81-87.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010081
    摘要 ( 136 )   PDF(6151KB) ( 161 )  
    在拍摄银行卡时,由于受拍摄角度的不确定性、光照条件的复杂性及卡背景的多
    样性等众多因素的干扰,使得自然拍摄场景的银行卡数字识别算法存在较大挑战。为此,提出
    一种基于卷积神经网络(CNN)的银行卡数字识别框架。首先,通过投影矫正、边缘检测和形态
    学等一系列图像处理算法获取目标数字区域;其次,通过增强的数据集训练一个CNN,使用该
    网络通过滑窗识别获取上述目标数字区域,输出初始银行卡号序列,生成为一个数字曲线图;
    最后,提出了滑窗优化算法,该平滑算法输入上述初始的银行卡号曲线图,对其进行优化,继
    而分割出单个数字并输出最终结果。实验结果表明算法显著提高了银行卡数字识别和分割的准
    确率,同时针对较复杂的银行卡图像仍然具有较好的鲁棒性。
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    基于离散余弦变换基函数迭代的人脸图像识别
    于万波, 王香香, 王大庆
    2020, 41(1): 88-92.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010088
    摘要 ( 77 )   PDF(406KB) ( 94 )  
    使用非线性混沌方法处理与识别图像的研究工作逐渐增多,已有文献给出了一种
    将正弦函数作为辅助函数与图像构造动力系统,迭代生成混沌吸引子作为图像特征。为进一步
    探究图像吸引子作为图像的特性,改进识别效果,使用离散余弦变换(DCT)基函数矩阵代替正
    弦函数,迭代生成近似混沌吸引子,用于人脸识别。首先,研究分析了DCT 基函数矩阵的多样
    性与振荡特性;然后利用DCT 基函数矩阵与图像矩阵构造迭代表达式,通过给出的迭代算法使
    其产生吸引子,再对吸引子进行快速傅里叶变换,计算相关系数,识别人脸图像。对于Yalefaces
    图像库,每幅图像都参加训练,识别率可以达到100%,当使用每组前5 幅图像训练提取特征,
    识别率可以超过85%;对于CMU PIE 数据库,每幅图像都参加训练,识别率可以超过99%。
    该吸引子方法可以作为一种图像底层特征提取方法,有待于进一步深入研究。
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    多阶段优化的小目标聚焦检测
    周立旺1, 潘天翔 1, 杨泽曦 2, 王 斌 1
    2020, 41(1): 93-99.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010093
    摘要 ( 100 )   PDF(3937KB) ( 102 )  
    目标检测是深度学习领域重要的基础问题之一,目前已经有相当多且较为成熟的
    研究。无人冰柜是人工智能在零售产业的一个应用场景。其通过冰柜内设置的摄像头捕捉图像,
    利用目标检测方法检测出顾客手中抓取的商品,然后进行后续的商品分类等任务的工作。而由
    于场景及硬件的限制,无人冰柜中只能使用速度快但精度较低的深度模型,而这些模型往往在
    小目标的检测上精度相对更低。针对无人冰柜场景数据的背景单一、目标范围小等特殊性,改
    进了主流的目标检测方法,提出了一种基于聚焦的由粗到精的2 阶段检测网络结构FocusNet,
    提升了该场景下的小目标检测效果。该方法相比先前的模型在小目标检测上的平均准确率提升
    了8.3%,总体检测平均准确率提升了3.5%。
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    一种改进FCN 的肝脏肿瘤CT 图像分割方法
    段 杰1,2, 崔志明1,2, 沈 艺1,2, 冯 威1, 吴宏杰1, 冯雨晴1,2
    2020, 41(1): 100-107.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010100
    摘要 ( 262 )   PDF(1103KB) ( 237 )  
    精准的医学图像分割是辅助疾病诊断和手术规划的必要步骤。由于腹部器官边界
    模糊、对比度不高,肝脏肿瘤的自动分割一直是一个难题。针对传统全卷积神经网络(FCN)实
    现端到端分割精度不佳等问题,提出了一种卷积型多尺度融合FCN 的CT 图像肝脏肿瘤分割方
    法。首先,通过提高对比度、增强和去噪的方式对原始的CT 图像数据集进行预处理;然后使
    用处理后的数据集对所设计好的FCN 网络进行训练;最终得出能够精确分割肝脏肿瘤的网络模
    型。实验效果采用多种评价指标进行分割结果的评估,并且与多种常见的分割网络进行对比。
    实验结果表明本文方法可以精准分割CT 图像中各种形状和大小的肝脏肿瘤,分割效果良好,
    能够为临床的诊断提供可靠的依据。
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    基于改进分段铰链变换的人体重建技术
    张小蒙, 方贤勇, 汪粼波, 田利利, 孙有为
    2020, 41(1): 108-115.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010108
    摘要 ( 73 )   PDF(3148KB) ( 204 )  
    目前,基于单帧图像的人体建模还不能有效地处理手臂、衣服等对身体部位的遮
    挡,以及因视角带来的自我身体遮挡等复杂的遮挡问题。为此,利用SMPL 模型骨骼关节分布
    特点,提出改进传统分段铰链变换模型的人体重建方法。该方法运用骨骼关节的精确标注确定
    模型变换的节点,结合图像轮廓边界约束图,提出前向分段回归概率期望最小化(FPR-PEM)的
    柔性配准方法。通过迭代模型对变形关节处结合薄板样条进行线性插值,保证模型表面点云形
    状的独立性,有效地注册各种姿势下的非刚性变形模型,较好地解决了复杂遮挡带来的重建挑
    战,并进行模型姿态回归调整,实现准确的人体建模。实验结果表明,方法可以有效实现精细
    和平滑模型的人体表面重建。
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    数字化设计与制造
    求解包含复杂关联约束的JSSP 的二级嵌套混合算法
    罗亚波, 余晗琳
    2020, 41(1): 116-124.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010116
    摘要 ( 46 )   PDF(498KB) ( 63 )  
    作业车间调度问题(JSSP)包含“设备分配”和“工序排序” 2 个相互耦合的子问题,目
    前的研究主要集中于工序串行的小规模问题。如果工序之间还存在并行、甚至嵌套等复杂关联
    约束,则可行域性状非常复杂,当规模较大时,甚至难以求得可行解。针对以上难点问题,在
    分别发挥遗传算法求解“分配问题”和蚁群算法求解“排序问题”的优势基础上,提出了二级嵌套
    模型及其基本思路。通过一系列改进策略,如:基于工序的整数编码策略、基于设备类型的多
    节点交叉策略、设备类别区间内基因互换的变异策略、基于逆向遍历的可行路径形成策略、基
    于最短加工时间的信息素播洒与更新策略等等,构造了集成遗传算法与蚁群算法于同一循环体
    的二级嵌套混合算法。针对中等规模问题,分别采用遗传算法、蚁群算法、二级嵌套蚁群算法、
    遗传算法与蚁群算法相结合的二级嵌套混合算法,进行了对比试验研究。结果验证了所提算法
    的可靠性和优越性,为求解包含复杂关联约束的JSSP 提供了新思路和新方法。
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    一种基于线性反馈移位寄存器的轻量级强PUF 设计
    侯 申1,2, 郭 阳1, 李 暾1, 李少青1
    2020, 41(1): 125-131.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010125
    摘要 ( 48 )   PDF(621KB) ( 84 )  
    物理不可克隆函数(PUF),是一种新型硬件安全原语,可以用FPGA 和ASIC 实现,
    避免芯片被过度制造和非法克隆。PUF 可以用于安全密钥生成和芯片认证,强PUF 是其中一种
    重要的分类,强PUF 具有极大的CRP 空间,适用于设备实体的安全认证。经典的以仲裁器PUF
    为代表的强PUF 设计面积开销大,唯一性不够理想,难以在一些资源集约的场景,如嵌入式系
    统和物联网(IoT)设备中应用。为了减小硬件开销,提出了一种新型轻量级强PUF 设计,该设计
    利用线性反馈移位寄存器对弱PUF 的输出响应进行混淆以获得大量的输出响应,结构简单,易
    于实现。在28 nm 的FPGA 上实现并评估了该PUF 设计。实验结果表明,该PUF 的随机性为
    49.8%,唯一性为50.25%,硬件开销很小。
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    工业设计
    基于实验分析与数值模拟技术的产品概念设计方法
    李天赠, 黄红梅, 陈家静, 赖春敏
    2020, 41(1): 132-140.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010132
    摘要 ( 63 )   PDF(7106KB) ( 87 )  
    为直观、合理地驱动产品概念设计方案的形成与输出,借助于实验测试与数值模
    拟技术整合的优势互补特点,提出基于实验分析与数值模拟技术的产品概念设计方法。首先,
    对设计对象进行前期的市场调研与分析,确定合适的设计着力点;其次,利用实验测试与数值
    模拟技术分析现有产品的功能特性,寻找设计的突破点;然后,深入产品机理分析,以此为基
    础提出设计解决方案,并论证其可行性;最后,对功能与形式的关联性进行探讨,确定最终的
    产品造型,输出完整的产品设计概念。实验与数值分析方法在设计过程中的综合应用,构建起
    以论证为基础的产品设计流程,确保了方案形成与输出的科学合理性,有助于提升产品设计效
    率与质量,以桌面小风扇创新设计为例验证了方法的有效性。
    相关文章 | 计量指标
    基于参数化逆向建模的踝足矫形器设计
    张芳兰, 陈瑞营, 邵 帅, 张俊瑶, 冀文嘉
    2020, 41(1): 141-147.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010141
    摘要 ( 94 )   PDF(11814KB) ( 112 )  
    为了实现踝足矫形器(AFO)快速精准建模,提高矫形器个体化定制效率与患者佩
    戴舒适性,提出了一种基于参数化逆向建模的AFO 设计方法。该方法采用3D 扫描技术获取足
    部与小腿原始点云数据,通过点云数据处理与优化得到基础数字化模型。利用Grasshopper 插
    件提取踝足个性化形状特征型值点,用于重建踝足数字化模型。创建了包括6 阶段的AFO 参数
    化逆向建模程序,通过改变参数即可实现AFO 的定制设计。最终,通过脑卒中患者定制设计
    AFO 实例验证了所提方法的可行性。
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    建筑与城市信息模型
    BIM 和GIS 的空间语义数据集成方法及应用研究
    翟晓卉, 史健勇
    2020, 41(1): 148-157.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010148
    摘要 ( 176 )   PDF(2407KB) ( 287 )  
    随着数字城市和智慧城市的建设发展,建筑信息模型(BIM)和地理信息系统(GIS)
    的集成被广泛研究和应用。目前的集成研究主要是通用数据标准IFC 和CityGML 之间的空间和
    语义转换,但由于应用领域和空间尺度等差异,存在信息错误和丢失、几何语义信息耦合度低、
    应用拓展性差等问题。为此提出了一种兼顾三维实体对象和地理空间对象的三维城市数据模型,
    研究了BIM 和GIS 的空间和语义数据的提取、处理和转换方法,设计了BIM 和三维GIS 的集
    成应用框架并在三维可视化平台上进行验证和初步应用。该方法可实现BIM和GIS 信息在几何、
    语义、精度上的完全融合,避免了传统的数据转换带来的信息缺失,在多尺度的空间和语义信
    息分级存储和加载显示方面存在着优势,有利于实现大规模、高精度的建筑和城市信息的高效
    集成。
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    工程图学
    教师视角下的课程有效教学质量保障策略
    张秀芬1, 蔚 刚2, 胡志勇1, 薛俊芳1, 骞绍华1
    2020, 41(1): 158-163.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010158
    摘要 ( 231 )   PDF(775KB) ( 157 )  
    为克服已有课程教学质量保障体系缺乏普遍适应性的不足,聚焦目前课程教学现
    状,探讨了基于有效教学理论的课程质量保障策略。通过课程教学质量影响因素调研和资料分
    析,梳理出7 大以教师和学生为主体的课程教学质量影响因素。基于有效教学理论建立了自我
    评价、持续改进的2 层递阶课程教学质量保障模型。为实现课程教学质量内部评价与持续改进,
    设计了教学质量教师自评表,给出了评价指标与影响因素之间的关联度计算公式。结合课程教
    学改革实践,从教师角度提出了精细化课程教学设计、灵活多变的教学模式、构建师生利益共
    同体、充分发挥模范示范作用等4 点教学质量保障策略。最后,分析了所提课程教学质量提升
    策略在研究生课程计算机图形学及数字化快速成型教学实践中的实施效果,对比了2017 和2018
    级教学效果,其期末成绩优秀率分别为5%和28%,改革后的班级成绩优秀率有较大提升。所
    提方法为高等院校课程教学质量保障策略的实施提供了参考。
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    新工科背景下工程图学课程改革研究
    栾英艳, 王 迎, 何 蕊
    2020, 41(1): 164-168.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020010164
    摘要 ( 230 )   PDF(2655KB) ( 174 )  
    在新工科背景下,以“新工科”行动目标为指引,树立人才培养新理念,搭建教学
    设计新结构,运用教学方法新模式,采用教学评价新标准,实行课程架构新体系。以“学生学习
    成效驱动”的创新能力培养要求来规划课程改革方案和实行“供给侧”教学改革。通过构建了注重
    创新能力培养和学科融合的教学设计模型等方式进行教学改革与实践。通过调整教学规划,改
    革课程内容,设立配套的实践教学项目等手段来提升教学效果。从教学内容体系改革,教学手
    段改革,教学方法改革等方面加以分析,并辅以教学改革案例,阐述了教学改革方案的基本框
    架。通过与传统教学方式就学习成效、学生认可度等方面进行比对分析,论述了创新能力培养
    的教学模式的可行性和有效性。
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    2017-2018年优秀论文及2019年优秀审稿人
    2017-2018年优秀论文及2019年优秀审稿人
    2020, 41(1): 169-169. 
    摘要 ( 52 )   PDF(157KB) ( 133 )  
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