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  • 【会议】 SiO_2纳米颗粒对细胞膜完整性和相态的影响

    作者:魏潇然 ; 姜威 ; 虞俊超 ; 丁磊 ; 胡敬田 机构:山东大学环境研究院 ; 山东大学环境研究院 年份:2014
    摘要:SiO_2纳米颗粒(SiO_2 NPs)在纺织、燃料、生物医疗等方面有广泛应用。在生产、使用、排放过程中会与生物体接触,会引起毒性作用及细胞膜损伤,但是作用过程和机制尚不明确。由于细胞环境的复杂性,在细胞中研究纳米颗粒的作用机理存在困难,因此我们用1,2-二油酰基磷脂酰胆碱(DOPC)和带电磷脂制备由磷脂双分子层构成的不同电性的大单层囊泡(GUV),以此来模拟细胞膜。通过GUV与五种不同的SiO_2 NPs(AS,LS,CL,DS1,DP1)相互作用,研究纳米颗粒与细胞膜的作用过程及机理。
  • 【期刊】 采用DBSCAN聚类的散乱点云特征提取方法

    刊名:西安电子科技大学学报 作者:魏潇然 ; 张雨禾 ; 耿国华 ; 石晨晨 ; 张顺利 关键词:点云 特征提取 DBSCAN 聚类 全局约束性 反 k 近邻 机构:西北大学信息科学与技术学院 ; 西北大学信息科学与技术学院 年份:2017
    摘要:针对现有点云特征提取算法中采用全局特征度量阈值及仅使用点的局部信息进行特征提取而造成的特征尖锐程度敏感、对潜在曲面差异较大模型效果差等问题,提出一种基于密度空间聚类(DBSCAN)的散乱点云特征提取方法。首先,对点的反 近邻进行定义,并提出一种新的特征检测算子;然后,将反 近邻的尺度作为点密度,引入特征的全局约束性信息;最后,对 DBSCAN 聚类方法中的相关概念进行重定义并建立新的特征识别准则,提取特征点。实验结果表明,该算法简单、有效、鲁棒,同时考虑了特征的局部性信息及全局约束性信息,针对潜在曲面形状差异较大的模型表现出了较强的优越性。
  • 【期刊】 采用密度空间聚类的散乱点云特征提取方法

    刊名:西安电子科技大学学报(自然科学版) 作者:魏潇然 ; 张雨禾 ; 耿国华 ; 石晨晨 ; 张顺利 关键词:点云 ; 特征提取 ; 基于密度空间聚类 ; 全局约束性 ; 反k近邻 机构:西北大学 ; 西北大学 ; 信息科学与技术学院 年份:2017
    摘要:针对现有点云特征提取算法中,采用全局特征度量阈值及仅使用点的局部信息进行特征提取而造成的特征尖锐程度敏感、对潜在曲面差异较大模型效果差等问题,提出一种基于密度空间聚类的散乱点云特征提取方法.首先,对点的反k近邻进行定义,并提出一种新的特征检测算子;然后,将反k近邻的尺度作为点密度,引入特征的全局约束性信息;最后,对基于密度空间聚类方法中的相关概念进行重定义并建立新的特征识别准则,提取特征点.实验结果表明,该算法简单、有效、鲁棒,同时考虑了特征的局部性信息及全局约束性信息,针对潜在曲面形状差异较大的模型表现出了较强的优越性.
  • 【期刊】 基于形状骨架图匹配的文物碎片自动重组方法

    刊名:自动化学报 作者:魏潇然 ; 张雨禾 ; 耿国华 ; 张靖 ; 周明全 关键词:碎片重组 ; 特征线 ; 表面邻接约束 ; 形状匹配 机构:西北大学信息科学与技术学院 ; 西北大学信息科学与技术学院 ; 西北大学新闻传播学院 ; 北京师范大学信息科学与技术学院 年份:2017
    摘要:为了有效解决文物碎片自动重组中由于断裂部位受损造成几何信息丢失,采用传统几何驱动方法容易失效的问题,本文提出一种基于形状骨架图匹配的文物碎片自动重组方法,将碎片匹配问题转化为碎片表面纹饰中非完整纹元的互补匹配问题.首先,通过提取文物碎片表面特征线得到碎片表面的纹饰信息;然后根据完整纹元的特征确定非完整纹元互补匹配的约束条件,采用视觉骨架剪枝的方法提取完全位于断裂部位的非完整纹元的形状骨架图,基于形状骨架图语法及匹配约束条件判定非完整纹元是否互补匹配;接着,将碎片上非完整纹元的顺序作为上层约束条件,采用基于带剪枝深度优先的搜索方法搜索匹配碎片;最后,以邻接碎片上非完整纹元间公共弦的端点作为邻接约束点,采用最小二乘法计算刚体变换参数得到碎片的初始位置,并采用迭代最近点方法将邻接碎片精确对齐.实验结果表明,该方法能够有效解决断裂部位存在缺损文物碎片的自动重组问题.
  • 【期刊】 八叉树空间结构投影的射线物体求交方法

    刊名:西北大学学报(自然科学版) 作者:魏潇然 ; 耿国华 ; 张雨禾 关键词:射线求交 ; 投影 ; 八叉树 ; 光线投射 机构:西北大学信息科学与技术学院 ; 西北大学信息科学与技术学院 年份:2015
    摘要:为了提高光线投射算法中射线与物体求交速度,提出一种利用八叉树空间结构在视平面上投影的射线快速求交方法。算法构造平行于视平面的八叉树空间结构,将每个八叉树叶子包围盒沿视点方向投影在视平面上,将视平面划分成若干投影区域。在射线与包围盒求交时,根据射线落在视平面上的位置,确定其所属投影区域,求出与该射线相交的包围盒。实验表明该算法对传统的光线投射算法效率有较大提升。
  • 【期刊】 熔丝沉积成型中最优放置方向选择算法

    刊名:西安电子科技大学学报 作者:魏潇然 关键词:快速成型 ; 熔丝沉积成型 ; 打印放置方向 机构:西北大学新闻传播学院 ; 西北大学新闻传播学院 年份:2018
    摘要:在熔丝沉积成型制造中,调整物体放置方向可以改善制造后模型表面精确度,并能有效减少打印耗材和打印时间.但是现有最优放置角度算法很少兼顾这三因素.文中在考虑这三因素的基础上,同时分析人们对显著特征区域精细程度主观观感的不同,以及去除支撑时对模型的损害,提出了支撑体积耗材、模型表面打印耗材、打印时间、模型表面精细度、模型表面显著特征加权精细度、支撑覆着表面积等6项成型指标与放置角度的关系函数,并根据这6项成型评价指标函数构造最优放置角度目标函数;最后,求解最优化目标函数以获取最优放置角度.实验结果表明,该算法可有效计算各种条件下的物体最优放置角度,优化了制造物体表面的精确度,节约了打印耗材和打印时间,避免了部分后处理对模型造成的损害.
  • 【期刊】 熔丝沉积成型中最优放置方向选择算法

    刊名:西安电子科技大学学报(自然科学版) 作者:魏潇然 关键词:快速成型 ; 熔丝沉积成型 ; 打印放置方向 机构:西北大学新闻传播学院 ; 西北大学新闻传播学院 年份:2018
    摘要:在熔丝沉积成型制造中,调整物体放置方向可以改善制造后模型表面精确度,并能有效减少打印耗材和打印时间.但是现有最优放置角度算法很少兼顾这三因素.文中在考虑这三因素的基础上,同时分析人们对显著特征区域精细程度主观观感的不同,以及去除支撑时对模型的损害,提出了支撑体积耗材、模型表面打印耗材、打印时间、模型表面精细度、模型表面显著特征加权精细度、支撑覆着表面积等6项成型指标与放置角度的关系函数,并根据这6项成型评价指标函数构造最优放置角度目标函数;最后,求解最优化目标函数以获取最优放置角度.实验结果表明,该算法可有效计算各种条件下的物体最优放置角度,优化了制造物体表面的精确度,节约了打印耗材和打印时间,避免了部分后处理对模型造成的损害.
  • 【期刊】 熔丝沉积制造中稳固低耗支撑结构生成

    刊名:自动化学报 作者:魏潇然 ; 耿国华 ; 张雨禾 关键词:快速成型 ; 3D打印 ; 支撑结构 ; 熔丝沉积制造 机构:西北大学信息科学与技术学院 ; 西北大学信息科学与技术学院 年份:2016
    摘要:熔丝沉积制造(Fused deposition modeling,FDM)是利用熔融塑料丝的一种3D打印技术,热塑料由喷嘴喷出逐层堆积完成打印.由于熔丝只能沉积在已存在物体的上层,因此需要构造支撑结构以支撑悬空部分.针对现有支撑结构生成算法中存在的或结构不稳固或耗材多的缺陷,提出一种以熔丝为支撑单位的树形稀疏支撑结构.与传统算法计算模型表面支撑区域不同,本算法计算每段熔丝需要支撑的区域,使支撑结构更契合熔丝沉积特点.算法还将支撑结构分为三类,将多约束优化问题分解,降低算法复杂度.实验结果表明,本文算法生成的支撑结构算法耗材少、支撑稳定.
  • 【期刊】 几何信息预测的三角网格模型拓扑压缩

    刊名:西安电子科技大学学报 作者:魏潇然 ; 耿国华 ; 张雨禾 关键词:拓扑压缩 ; 预测编码 ; 三角网格 ; 剖切图 机构:西北大学信息科学与技术学院 ; 西北大学信息科学与技术学院 年份:2015
    摘要:为进一步优化三角网格模型拓扑编码压缩率,提出一种无损拓扑压缩算法.该算法首先将三角网格模型剖切成图,然后将剖切图表示成三角节点树,将剖切图中的三角带间拓扑结构内蕴在叶子节点、分支节点的邻接关系中,减少了模型压缩时需要编码存储的网格拓扑信息;最后使用顶点的几何信息和最小内角最大原则对三角带内拓扑结构预测,仅对预测错误的元素编码,进一步减少了需要编码存储的网格拓扑信息.与已有的压缩算法对三角网格的遍历编码方式相比,该算法不需要遍历三角网格编码存储,仅需要存储少量网格拓扑结构和预测信息.实验结果表明,该算法处理各类三角网格模型时压缩率有较大降低.
  • 【期刊】 基于泊松方程的孔洞修补算法

    刊名:计算机工程 作者:魏潇然 ; 李月雯 ; 耿国华 关键词:三角网格 ; 孔洞修补 ; 泊松方程 ; 特征增强 ; 隐式曲面 ; 三角剖分 机构:西北大学信息科学与技术学院 ; 西北大学信息科学与技术学院 年份:2017
    摘要:传统网格生长法对孔洞数量庞大且孔洞类型复杂的三维网格模型修复效果不佳.针对该问题,将泊松方程应用于三角网格模型的孔洞修补.利用原始模型信息建立泊松方程,对输入模型曲面进行全局拟合,根据孔洞信息裁剪拟合得到的预测曲面并与原始孔洞模型缝合,通过孔洞边界区域法向量信息调整修补曲面的三角面片方向,达到特征增强的目的.实验结果表明,该算法对于结构复杂的多孔洞三维模型修补效果较好,对噪声鲁棒性强,在保留模型原始信息的同时能够准确还原孔洞区域特征.
  • 【期刊】 保留几何特征的散乱点云简化算法  

    刊名:《计算机辅助设计与图形学学报》 作者:魏潇然 ; 张雨禾 ; 耿国华 ; 苏惠明 ; 周明全 关键词:散乱点云 ; 点云简化 ; 特征提取 ; 泊松分布 机构:西北大学信息科学与技术学院 ; 西北大学信息科学与技术学院 ; 北京师范大学信息科学与技术学院 年份:2016
    摘要:针对散乱点云简化中易丢失几何特征及潜在曲面形状信息的问题,提出一种保留几何特征的散乱点云简化算法.首先以单位距离上的法向变化作为局部特征检测算子,采用基于泊松分布的区域生长法自适应地检测特征点,并计算潜在曲面的平均弯曲度;然后通过设定不同的聚类阈值,并利用共享近邻聚类算法对非特征点的邻域进行聚类分析,从而判定该点处潜在曲面的弯曲程度,同时检测噪声点;最后,删除噪声点,根据潜在曲面弯曲程度,采用不同的简化策略删除冗余点.该算法不但避免了在大量精简时造成孔洞,而且使得简化后模型尽可能保持原始潜在曲面的形状信息,降低简化误差.实验结果表明,文中算法简单、有效,能够同时保留原始点云的几何特征及潜在曲面的形状信息,具有较低的简化误差和良好的鲁棒性.
  • 【期刊】 3D打印中的模型去支撑划分方法

    刊名:西安电子科技大学学报 作者:魏潇然 ; 耿国华 ; 张雨禾 关键词:3D打印 ; 模型划分 ; 支撑结构 ; 锥体 机构:西北大学信息科学与技术学院 ; 西北大学信息科学与技术学院 年份:2016
    摘要:打印模型适应打印空间,模型悬空部分添加支撑,这是3D打印过程中需要解决的两类重要问题,现有算法无法同时解决这两类问题.针对这两类问题,提出一种模型划分算法,将模型划分为适应打印空间的锥体:锥体是一种打印时不需要支撑结构的图形.该算法首先采用区域生长方法对模型表面进行分区,分析各区域法向获取多个候选划分方向;用候选划分方向生成候选切面划分模型,若划分后的子模型为非锥体,则用相同的方法继续对子模型进行划分,直到所有子模型均为锥体.多个候选划分切面会生成多组划分方式,一组划分方式可以表示为一棵树,利用评价函数计算划分价值,并采用集束搜索对解空间搜索获得价值最大的树,即为最优划分.实验结果表明,该算法能将模型划分为不需要支撑结构同时适应打印空间的子模型.
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