绘制方法范文

绘制方法范文（精选12篇）

绘制方法 第1篇

在比较常用的绘图软件中 (如Autodesk CAD) 都会有线段偏移或绘制双线的功能, 它的应用非常广泛。但是这些软件绘制的双线不一定能满足我们的要求, 所以我们非常有必要了解其内部的算法, 以更好在我们的工作中应用, 下面我将就绘制双线的计算方法进行一下说明。

绘制双线要求:已知折线a, 折线a的不同节点的角度任意, 要求绘制到折线a的距离为d的两条折线, 在的不同的位置d的大小是可变的, 并且要求绘制的两条折线中间不能中断。

首先从一般性的图形入手, 如图1所示, 由中心线a向两侧偏移指定的距离来得到两条边线。

首先为了使图形便于说明问题, 对图形上各个节点进行编号, 如图2所示。

要根据中心线得到两条轮廓线, 最主要的是要得到轮廓线上各个节点的坐标 (如点A、B、C、K、L、M等) , 而这些节点是由AB与BC或是KL与LM这样的相邻的直线的相交而得到的。最先要做的就是要得到AB、BC、KL、MN样的直线。根据J、I两点所在的直线依据指定的距离得到垂直于其的方向的两条直线, 这只需要根据解析几何的公式就能直接得到。同理可以得到BC和LM两条直线, 然后做直线AB与直线BC的交点就能得到点B, 做直线KL与直线LM的交点就能得到点L。现在问题出现了, 如何分清直线AB与直线BC相交还是与直线LM相交呢?在任意给定的图形空间中是没有上下左右之分的。

经过研究发现其中的规律, 将直线AB、BC、KL、LM、JL、LH都看成是有方向的直线, 则有如下结论, 将点J看作笛卡尔直角坐标系的原点, 设原点到直线JI的角度为A1, 原点到直线JB的角度为A2, 原点到直线JL的角度为A3。如果A1, A2, A3这三个角有的角度在第一象限, 有的在第四象限, 则用第四象限的这个角度减去360度, 经过这番处理后, 三个角度始保持这样的关系:A2<A1<A3。然后以点I为原点, 在得到角度B1, B2, B3, 根据B1, B2, B3的大小关系就可以确定哪两条直线的交点才是轮廓线上正确的节点的坐标。这样将两侧的节点的坐标分别记录就得到了轮廓线的边界。

在得到点B和点L之后, 用同样的方法, 将点I看作是坐标系的原点, 从而得到点M和点C, 依次类推, 我们就得到了折线a偏移指定距离d的两条折线。

上述是比较理想的状况, 在实践中还会有其他问题。

当距离d到a的距离在不同的位置宽度不同的时候就需要做不同的处理。如图3所示, 在点L处的宽度发生变化, 这种情况下首先要根据一般情况下的理论, 计算得到直线AB、直线FG、直线CD、直线HI, 然后根据实际情况计算得出直线HC, 然后通过计算直线FG与HC的交点得到点G, 通过直线HI与直线HC的交点得到点H, 从而得到线段HG;计算直线AB与直线HC的交点得到点B, 计算线段CD与直线HC得到交点C, 从而得到直线BC。从而得到如图3所示的图形。

在绘制这种偏移线的时候还有三个方向的情况, 如图4所示在点B处折线有三个方向, 为了得到如图所示的效果, 在绘制过程中, 要有不同的处理方法。首先不考虑三个方向的情况, 例如先绘制折线ABC对应的线段, 但是要记录点B, 并且记录与点B相关的直线ML、LK、EF、IJ。当这些完成之后, 在重新绘制直线BD对应的折线, 用直线FG与HI和直线EF与IJ分别相交, 并且取得交点F和I。然后修改这四条线段的端点为点I和点F。这样就解决了三个方向的多分支问题。如果有四个方向, 可以用同样的方法进行解决, 只不过计算的过程更加复杂一些。

下面就绘制图形时候得一些特殊情况进行说明。以图2为例, 当直线JI和直线IH之间的夹角为0时, 直线AB与直线BC、直线KL与直线LM之间的夹角也为0, 他们就成为了同一条直线, 这时采用取直线的交点的方法来得到点B和点L是错误的。其实在将点I在垂直于直线JL的方向上指定距离得到的两个点就是轮廓线上的节点, 只不过要分清这两个节点直线JI的那一侧。在应用中还有其他的一些边界需要考虑, 如当中心线只有两个节点的情况, 轮廓线的两段如何进行封闭等在实际应用中都应给予考虑。

运用上述理论, 不仅可以绘制任意的双侧折线, 而且可以绘制单侧的双折线或是多条折线。

参考文献

[1]GB 50026-2007, 工程测量规范[S].

[2]CJJ/T8-2011, 城市测量规范[S].

思维导图绘制方法步骤 第2篇

1、拿出一张白纸从中心开始绘制，周围留出空白。

从中心开始，可以使你的思维向各个方向自由发散能更自由、更自然地表达你自己。

2、画一幅画表达你的中心内容，画一幅图画的好处是能帮助你运用想象力，更加能表达你的思想。

3、将中心图像和主要分支连接起来，然后把主要分支和二级分支连接起来，再把三级分支和二级分支连接起来，依此类推。

分支就是你一直联想到的东西内容，可以创建了思维的基本结构。

4、在每条线上使用一个关键词

单个的词汇使更具有力量和灵活性。每一个词汇和图形都像一个母体.繁殖出与它自己相关的、互相联系的一系列“子代”。

当你使用单个关键词时，每一个词都更加自由，因此也更有助于新想法的产生。而短语和句子却容易扼杀这种火花。

然后重复动作把你想表达的都画出来，一直联想，一直延伸。

思维导图的运用

思维导图又叫心智图，是东尼博赞发明的一种表达发射性思维的图形工具，思维导图主干分明，形象生动，是一种趣味性比较强的笔记法，可以让自己的思绪尽情舒展。

纵横断面图绘制的新方法 第3篇

关键词 地形图；特征点；断面图

中图分类号：P217 文献标识码：A 文章编号：1671-489X（2009）04-0086-03

1 引言

水利工程的前期需要测绘部门在提供地形图的同时提供纵横断面图，为设计人员准确计算工程量提供原始数据。目前，国内的主流数字化测图软件，都有较强的地形测绘功能，但在断面数据的处理上常常存在这样或那样的问题：有些软件根本没有切取断面的功能，有些软件虽然有该功能，但切取出的断面常常存在许多不合理因素，不能正确反映断面的实况。

北京市水利规划设计研究院使用的地形图测量系统，在断面测量上仍沿用传统流程：地形图的测量与断面图的测量分开进行，在测量完地形图后，在每个横断面桩上依次设站，进行横断面测量。在数字化测图的今天，这种测量方法存在着较为明显的缺点：1）设站次数增多，增大出错机率；2）测点重复，测量地形图时已测量的特征点在横断面测量时，还需再测一遍；3）劳动强度加大，作业时间增长。很显然，传统做法不能发挥出现代数字化测图的优势。当横断面间隔距离较小时，这种矛盾显得尤为突出。

结合工程的实际需要，笔者编制相关软件，可以在测量地形图的同时进行纵横断面测量，使得所测量的碎步点既可参与纵横断面图的绘制，又可充当地形图的特征点，以提高所测点的利用率，最终提高工作效率。

本文以绘制横断面图为例，说明横断面图测绘的新方法。纵断面图的测绘与横断面图相似。

2 外业数据采集

2.1 设备配置Leica全站仪、传输电缆。

2.2 作业准备作业前，先将已知点数据输入全站仪内，并在现场根据需要实地确定横断面线的位置。

2.3 野外测量同地形图的野外测量一样，在已知点设站后，把断面点当作地形点来观测，测量其坐标和高程。可在测量地形图的同时进行断面测量，也可单独进行断面测量。通常，在河道不是很宽时，司尺员能够较准确地找到前进方向，使所测断面点接近一条直线。这样，在通视条件良好时，摆一站既可以测量地形图，又可以同时测量出许多条横断面。尤其是当横断面要求间距较小时，这种测量方法的优势就更为明显。这样就可以把所测量的地形点和断面点，同时保存在一个数据文件中。

一般情况下，在规划设计人员确定横断面间隔后，需要测量人员在实测时根据经验和河道的变化情况，在断面变化处加测横断面。用这种测量断面的方法，外业的测量人员可以很容易找准加测横断面位置。在内业数据处理时，根据给定的河道IP点（河道中心线上的转点坐标）和所加测的横断面的位置，对加测横断面赋予相应的桩号。这样就不必为规划设计人员提出的固定断面间隔而大费周折，可以更好地满足规划设计人员的需要。

3 内业处理流程

通过数据传输软件将野外采集的数据传入计算机中，并将含有地形点和断面点的数据同时展绘在地形图上，可以很明显地看出每一条横断面线的位置。为了使断面点上的数据便于提取，在内业编辑过程中，利用测图软件的展点连线的功能，将各条断面用逐点连线的方式从左至右连接起来，形成Pline线，这就具备了绘制断面图的条件。

断面图的绘制靠4个子程序来实现，即AT.LSP、DM1.LSP、CHAG.LSP、HD.LSP及野外观测原始数据文件A。

1）AT.LSP，赋桩号子程序，可将断面线赋予相应的桩号，并将断面线层属性转换到新层。

2）DM1.LSP，提取断面线子程序，将每一条断面线的节点坐标及桩号按照从左至右的顺序依次提取出来，并将各节点按坐标寻找A文件（野外观测原始数据文件）中的匹配高程，找到后按照一定的数据格式将断面线上的桩号、坐标、高程重新保存，形成中间文件B（如图1所示）。

3）CHAG.LSP，格式转换子程序，读取B文件中的数据，根据需要将其转换成绘制横断面图所需的格式，形成C文件（如图2所示）。

4）HD.LSP，绘制断面图子程序，读取C 文件中的数据，展绘横断面图，完成断面图的绘制（如图3所示）。

其流程可以按照上述4个子程序的顺序，依次执行即可（如图4所示）。

4 算法分析

4.1 桩号信息的保存A文件为文本文件。A文件中保存的是野外测得的原始地形点和断面点全部的坐标和高程数据。为绘制断面图，必须把相关的断面点数据从A文件中单独提取出来加以处理。如何提取断面点的坐标和高程，是本程序的关键。

在AutoCAD中，把point、circle、pline、line、text等图面上的矢量信息称作实体，每一种不同的实体，都有相应的组码与其对应。通过对AutoCAD数据结构的研究，发现在它的实体组码中，39号为实体的厚度组码，而在断面图的绘制过程中，断面线和所形成的断面图都是二维平面图，实体的厚度属性值均为零，因此可以利用39号组码存放信息，这对图面没有任何影响。利用AutoCAD的实体编辑功能，将断面的桩号存入39号组码当中，并将断面线转到新建的“DMX”图层（注：“DMX”图层上只应有断面位置线），这样就可顺利地提取出所有的断面线。如果把横断面位置线看作是一个实体，实体属性编码中的39号组码值则代表该条断面线的桩号，10号组码值则代表每一Pline线上每一折点的坐标值。为此，可以将图面上的断面点用Pline线按照从左至右的顺序（河道面向下游分左右）分别连起来，以便为下一步计算提供方便。

4.2 断面文件的生成在本程序中，第一步利用测图软件的功能，将断面点展点连线（如图5所示）。

第二步调用AT.LSP子程序以实现上述保存断面线桩号及转换图层的功能。通过断面线提取子程序DM1.LSP，可以从地形图中得到“DMX”图层上所有断面点的坐标数据，并将刚刚注入的各条断面线实体组码中的第39号组码值提取出来。这样就得到各条断面线的桩号及各断面点的平面坐标。再根据各断面点的坐标值，在A文件中检索出相对应的高程值，依断面点顺序逐个写入B文件中。

第三步生成B文件。B文件是从原始文件A中提取出来的包含横断面桩号和横断面线上所有折点坐标、高程信息的有序文件。在所形成的B文件中，每条横断面线之间有桩号做分隔，每条断面线上的坐标点都是依照自左至右的顺序依次保存的（如表1所示）。

表1中加粗显示的行，是每一横断面的开始行。第一列数表示序号，第二列数表示横断面桩号，第三、四、五列数依次为Y、X、Z坐标。

第四步通过格式转换子程序CHAG.LSP，计算出横断面线上各断面点起点距，连同该点所对应的高程，一同写入C 文件。C文件为绘制断面图子程序HD.LSP所要求的成果文件。

根据地形图断面连线重新生成数据。在从B到C文件的转换过程当中，有2种转换方法，即起点距算法和累加距算法。起点距算法是指：断面线上每一断面点距离的计算是该断面点到断面起点的直线距离，即起点距。累加距算法是指：断面线上每一断面点距离的计算是从断面起点开始，经过中间若干节点至该断面点的每一段线段的长度的总和。本文采用的是起点距算法。

C文件格式如表2所示。在表2中，加粗显示行是每一横断面的开始行。第一列是序号；第二列-0.5是地物分类编码，一般不需要表述；第三列表示各条横断面上的断面点的起点距；第四列表示与之对应的高程。

第五步调用HD.LSP子程序，绘制出横断面图，形成DWG文件。

5 误差分析

利用本方法可以采集横断面上的点，即横断面数据；同样也可采集纵断面上的点，即纵断面数据。理论上，每条横断面上的点应当在一条直线上，而纵断面上的点则应落在IP点的曲线之上。在实际测量过程中，对于横断面来说，司尺员在野外所测量的断面点会在该条断面所在直线的方向上左右摆动，不会正好落在直线方向上。如果用累加距算法，计算出的断面点的起点距比实际的起点距将增大，而且这种偏差将随着断面点个数的增加而加大，并且随断面点偏离直线的增加而加大。这种算法，横断线上的每一个点都会影响到后面点桩号的计算精度。对于横断面来说，并不适合用累加距算法。如果用起点距算法，则每一个断面点的位置，只能影响该断面点的起点距，而且不受其他断面点位置的影响，并且这种误差不会向下传递。但是，这种算法受横断面起点位置的影响比较大，在外业测量时，应当使横断面起点的位置尽量落在横断面位置线上，以保证后面横断面点的起点距计算的准确性。

在本程序的实际应用中，对于个别偏离断面线较大的点，应当在内业编辑过程中进行调整，以免影响成果的准确性。

6 结语

本程序采用AutoLisp语言编制，运行平台为AutoCAD R2000、R2002、R2004等版本，运行稳定。

利用此方法测量的纵横断面，测量的断面位置线以坐标、高程方式保存，不同于以往以距离、高程方式保存，这样的优点很明显：当设计人员更改设计中心线后，断面的位置不变，可以很清楚地反映出与新中线的位置关系；另外，这种断面数据可以单独保存，不受中线坐标的影响。

外业实施的具体工作中，可以根据河道的具体情况，选取不同的测量仪器。当河道不是很宽，通视条件较好时，司尺员能够较准确地找到前进方向，这时宜采用全站仪进行测量；当河道较宽，通视条件不是很好时，司尺员不易找准前进方向，宜采用RTK进行断面测量。无论是用全站仪测量还是用RTK测量，最终得到的都是所测量断面的坐标、高程数据。通过上述方法绘制成的纵横断面图，不但把野外第一手坐标、高程数据和断面图关联起来，而且易于对断面数据的管理。

生产实践证明，利用测量坐标、高程的方法测量断面图，不仅能保证断面的精度，而且还可以大大提高工作效率，降低劳动强度，取得良好的工作效益。

基于噪声纹理的云层绘制方法 第4篇

云的绘制在港口三维监控系统中, 不属于最核心的显示内容, 但是对于增强三维虚拟现实的沉浸感有非常大的作用。因此必须找到显示效果既能令人信服, 同时绘制效率又高的云绘制方法。

在此面向刚空三维监控系统中云的特点, 针对现有云绘制方法的不足, 提出了构造Perline噪声纹理, 并采用简便合理的纹理矩阵变换方法, 实现了云层的绘制, 其具有一定的应用参考价值。

1经典的云层建模

1.1 云层建模的四种常用方法

体过程建模方法 (Volumetrie Proceduml Modeling) 是一种过程建模方法。体过程也称为超纹理 (Hypertextures) 、体密集度函数 (Volume Density Functions) 或者模糊滴状斑点 (Fuzzy Blobbies) , 它利用一定算法对三角体对象和自然现象进行定义和动画[1]。1985年Geoffrey Y.Gardner提出的云模型由一个天空平面、椭球体和数学纹理函数三部分组成。同年, Ken Perlin给出的Perlin噪声函数[2]。所有种类的纹理都可以用Perlin噪声来生成, 云纹理的渲染尤其适合于Perlin噪声, 已经用来生成云的三维动画, 该方法目前仍在研究和发展中[3]。

1.2 常用方法的不足之处

进一步研究发现, 场景中的云分布随机性比较强, 但是云的运动和其本身形态的变化必须是连续的。为了满足这一要求, 传统的基于噪声纹理的云绘制方法需要建立多个连续变化的噪声图像, 在绘制时按照顺序依次调用, 产生连续变化的效果。然而这种方法有几个缺陷[4]:噪声纹理序列的生成过程较长, 需要在预处理中实现;因为噪声纹理在预处理阶段生成, 则在系统实时绘制过程中, 没办法进行修改, 纹理重复出现的问题较突出;如果要减小纹理重复问题, 就必须增加纹理序列的内容, 对绘制资源的消耗严重;如果绘制场景的天空范围较大, 则生成的噪声纹理分辨率也要求较高, 同样也会严重消耗绘制资源。

基于以上几点考虑, 这里认为如果能够在系统运行时实时生成噪声纹理, 同时减少噪声纹理序列的数量, 就能较好地解决问题[5]。

2改进的云片绘制技术

港口三维监控系统中视点的浏览高度最高可以达到200 m, 而在晴天状态时, 在这一高度以下的空间观察, 通常能见到的云都处于相对较高的大气层空间, 因此云的显示效果集中表现为云层的底面, 而云的厚度不容易被观察到。因此采用基于纹理的方法来构造云模型, 将所需绘制的几何数据降到最低[6]。

在实际应用中, 生成一张分辨率为512512的Perlin噪声图像 (如图1所示) 作为纹理覆盖整个天空, 其中灰度值与图像的透明度成对应关系, 即Alpha=GrayScale[7]。为了实现云的连续运动, 可以设置纹理重复模式, 并且实时更改纹理矩阵, 实现纹理图像的偏移, 从而达到云层运动的效果。如图2所示, 虚框表示一张完整的纹理图像, 在绘制过程中不断改变纹理偏移矩阵, 在绘制中使用的白色竖线框中的图像作为纹理[8]。

进一步, 为了实现云自身形态的连续变化, 可以利用多纹理技术将两张噪声纹理成一定角度叠加, 输出的噪声纹理图像为[9]Alphaout=Alpha1Alpha2, 从而保证两张纹理叠加输出的图像透明度仍然在[0, 1]范围内, 如图3所示。

由于只使用了一张噪声纹理图像, 大大减少了绘制资源的占用和消耗, 并且通过多线程方式, 能够实时生成新的噪声纹理, 从而实现云层的多样性变化。在实际应用中, 达到了非常真实的效果[10]。实际效果如图4所示。

3结语

本文针对港口三维监控子系统逼真度和实时性的要求, 对云层绘制算法进行了研究, 提出了通过构造Perline噪声纹理, 并采用简便合理的纹理矩阵变换方法, 实现了云层的绘制, 具有一定的应用参考价值。

基于本文思路的云层绘制技术现已在港口领域投入测试应用, 实现了三维可视化监控系统的逼真度和实时性要求, 为其他领域提供了一定的辅助分析手段。

摘要：针对港口三维监控系统中云绘制的特点, 分析云绘制的逼真度和实时性需求, 研究相应的云绘制方法, 提出一种基于噪声纹理的云层绘制方法。该方法采用基于纹理构造云模型, 降低了所需绘制的几何数据;采用设置纹理重复模式, 实时更改纹理矩阵, 实现云层运动的效果, 采用多纹理技术将两张噪声纹理成一定角度叠加, 实现云自身形态的连续变化。通过该方法绘制了港口三维监控系统云层, 具有较强的三维虚拟现实的真实感。实验结果表明, 该方法可显著提高云绘制效率, 显示效果令人信服。

关键词：三维监控系统,云绘制,噪声纹理,多纹理

参考文献

[1]Ebert D S.Advanced Modeling Techniques for ComputerGraphics[J].ACM Computing Surveys, 1996, 28 (1) :153-156.

[2]何东建, 耿楠, 张义宽.数字图像处理[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2003.

[3]Pallister K.Generating Procedural Clouds in Real Time on 3DHard-ware[EB/OL].http://cedar.intel.com/software/idap/media/pdf/games/procedural-clouds.pdf, 2003.

[4]齐敏, 郝重阳, 佟明安.三维地形生成及实时显示技术进展[J].中国图像图形学报, 2000, 5 (4) :269-275.

[5]Kiril Vidimce, Wim Sweldens, Peter Schroder.Normal Me-shes Proceedings of Siggraph[M].Addison Wisley, 2000.

[6]谢美华, 王正明.基于图像分解的多核非线性扩散去噪方法[J].计算机应用, 2005, 25 (4) :757-759.

[7]姜东焕, 冯象初, 宋国乡.基于非线性小波阈值的各向异性扩散方程[J].电子学报, 2006, 34 (1) :170-172.

[8]庄新华.Computer Vision Graphics and Image Processing[Z].1990.

[9]章孝灿, 黄智才, 赵元洪.遥感数字图像处理[M].杭州:浙江大学出版社, 1997.

国画工笔人物画的绘制方法 第5篇

工笔人物画起稿：

首先用铅笔在图画纸上起稿，反复修改，定稿后用重墨勾出肯定的线，如果是临摹可用复印机放大，节省时间。

工笔人物画勾线：

把熟宣纸或绢蒙在底稿上开始过稿(勾线)。过稿一般先用铅笔淡淡描出，再用毛笔勾线，先用铅笔描可以修改完善底稿。我是直接用毛笔勾，不用铅笔，一是节省时间，二是觉得直接用毛笔勾更流畅自如。勾线的方法和书法一样，其关键在“起笔”“行笔”“收笔”，起笔逆入(有逆的意识即可)中锋运行(笔尖在线条的中间)，收笔有回势，力量要均匀，不能虎头蛇尾。用笔中锋侧锋并用，侧锋不是偏锋，偏锋是笔病，侧锋是笔法。侧锋一般在转折时出现，随着转折的结束，侧锋又回到中锋。能转回到中锋的是侧锋，不能转回到中锋，一侧到底的是偏锋。侧锋可体现性情和韵致，全是中锋则缺少神韵变化，全是侧锋则扁软淡薄，要中侧锋并用。一般厚重的衣服用墨重，线条也粗，薄软的衣服用线淡些细些，面部最淡，用笔也要柔和。树石粗糙，可用枯笔。线的墨色变化不宜过大，否则容易乱。最好从始至终用一支笔，频繁换笔会影响气韵贯通。

工笔人物画染墨：

在上色前先用不同的墨渲染，比如：头发，桌椅，地面，树石等。墨染很重要，颜色要靠墨来生发，是国画的特点。但不能染够更不能染过。染墨强调层次感和韵味，韵味无法用语言说清，只有慢慢感悟。

工笔人物画着色：

在染过墨的地方继续用颜色渲染。这时就要提到国画颜色中最重要的两种颜色：花青，赭石。画山水的朋友常说：颜色嘛，花青赭石足矣!我们画工笔重彩当然不能只用这两种，只是说明花青赭石的重要。用赭石染桌椅树木，花青染绿色植物，花青墨染假山。还可用花青，赭石和墨进行一些烘染，比如在浅色白色旁进行烘染会使浅色白色更加突出。花青，赭石和墨的叠加会产生一种深沉高雅的色彩，是其他颜色无法取代的。

有了以上的基础后再分别使用：朱，黄，白，石青石绿等。选用那些，怎样搭配就看你了。

工笔用色强调反复叠加，淡淡的反复染最终达到浑厚沉稳华滋的效果。石色一般先要用水色打底，朱砂：胭脂或曙红打底，罩染朱砂，最后用曙红分染。石青石绿：花青或草绿打底。也可用赭石渲染打底再罩染石绿，不同色相的叠加使色彩的纯度降低，更深沉丰富，会产生很好的效果。

衣服画好后开始勾花纹，花纹不光是为了华丽装饰，也是调整色调的关键，不能忽视。

工笔人物画复勾： 用较深的同类色沿着原来的墨线复勾一遍。可以使被覆盖的墨线清晰，也让色和线更协调。复勾后会改变原来的色彩感觉，所以要慎重。

勾金沥粉：金银黑白属于中性色，既不偏暖，也不偏冷，在哪里都适用。现在画店有现成的金色，加了胶，买回来就能使用。沥粉也称立粉，画仕女的环佩宝珠。用粉要饱满，画成后粉要凸出，用手能触摸到。

工笔人物画面部：

曙红染脸颊，再用朱红(我一般用水粉朱红来代替朱膘，朱红比朱膘细腻纯净)染，朱红加赭石染暗部，朱红赭石加白统染面部，白提三白，土红加赭石复勾面部，中墨画眉眼，赭石加墨点瞳孔，墨加花青刻画眉眼，胭脂染嘴唇，朱红罩染，胭脂复勾。花青加墨罩染头发。

凡是较浓重的颜色在染到一定程度后就要用清水笔洗掉，再染再洗，直到满意为止。整幅画在画到一个阶段后也要用清水笔整个刷一遍，让颜色之间衔接自然，也降低火气。反复多次后颜色吃进纸里，就沉着了。着色就像做豆腐脑洗面筋，一块面反复用水洗，把淀粉全部洗掉，只剩下精华。

绘制人力资本地图 第6篇

沈天明不干了，开始“约谈”方诚：培训开发好比吃补药，没效果只能说明体质不好，即竞聘选出来的人不合适。

深陷囫囵的素质模型

方诚慌了，开始寻找落实老板意图的人力资源工具，几番考察，“素质测评”进入了他的视野。这种工具，就是提炼组织对于管理人员素质的若干要求，形成多维度的“素质模型”，再通过若干工具测评对象在这些维度上的“素质”，并通过模型的加总标准进行“综合”，如此一来，就可以选拔出符合组织要求的管理人员。以此为基础，更可以针对管理人员素质模型上的短板，进行针对性的能力培养，投入到培训的钱自然也不会白花。

事实上，方诚也不是没有听说过这种工具，只是由于涉及到太复杂的技术背景，一直不敢“吃螃蟹”。现在老板有要求了，逼上梁山，还是找个“外援”支持下比较保险。于是，凯恩咨询被请到了盛仕集团。

驻场后，凯恩咨询的项目经理翟明宇雷厉风行，迅速带领团队成员开展工作。首先，他们收集了企业文献，进行了战略梳理，并用战略逆推出了中层管理人员的“高绩效行为”；其次，他们又以这些“高绩效行为”为标准，在凯恩咨询改良自国内外研究文献的“素质词典”中提取了20余个维度的素质，建立了初步的“素质模型”。而后，则是对全体高层和部分中层(标杆人才)进行了访谈，希望选择8－10个维度的素质，形成最终的“素质模型”……

但恰恰就是在这步，翟明宇卡壳了。原来，他最初的设想是做一个中层管理人员的“通用素质模型”，而后根据各个业务模块的工作性质在各维度上设置不同权重，拆分出若干个模型。但问题在于，盛仕集团的业务太多元，访谈的结果完全无法甄别出“通用素质”。例如，在传统的运输模块，市场份额居高，资源充沛，运营模式固化，需要的是“守”，即看重中层管理人员在“执行力”维度上的素质。而在新兴的地产模块，市场份额不足，资源紧缺，运营模式尚未固化，需要的是“攻”，即看重中层管理人员在“创新倾向”维度上的素质。20余个维度的素质不仅没有精简，反而被补充到了30余个。

紧跟项目的方诚也急了。翟明宇建议干脆对业务模块进行细分，分别建立包括不同素质维度的模型。方诚皱起了眉头，想用一个模型解决所有问题就是为了在以后方便人才的选拔和培养。要是素质模型都五彩缤纷了，以后的选拔和培养工作还怎么做呀?再说了，模型内包含素质维度的统一还是为了方便管理人员的晋升和再配置(平级调动)，否则，每次管理人员调整都需要重新测试任职者的素质是否与新岗位模型要求匹配，这得多大的成本呀?要是新增管理岗位又怎么办……

一连串的问题，翟明宇陷入了沉思。

“云测评”另辟蹊径

翟明宇在办公室踌躇了很久，突然想到自己的老师在素质测评方面有过不少独到观点，何不向他请教?

老师听了翟明宇对于项目的描述，给出了自己的意见：“操作模式存在两个问题：第一，盛仕集团的战略体系太过复杂，你们根据战略逆推“高绩效行为”并提炼的素质维度自然会有遗漏；第二，当前的企业一般会在复杂的经营环境中保持战略的柔性，这意味着中层管理人员的岗位职责存在极大变化的可能，仅仅使用固定的模型，一旦岗位职责发生变化，效度上就一定不会让人满意。而且，因为战略的复杂性，不同岗位的素质模型肯定千差万别，此时战略的变化就会产生‘蝴蝶效应’，模型本身的调整已经是无比庞大的工作，何谈进行人才培养、配置等周边管理?”

翟明宇认同，但仍然疑惑：“说的是没错。解决第一个问题需要我们为每个中层管理岗位分别定制素质模型，这达到了‘精确化’，但一旦定制，就必然使得模型的信息过多，又怎么应对以后战略调整等因素引发的岗位职责变化?必然无法‘动态化’!”

老师笑了笑：“要破解这种悖论需要依靠一种灵动的模式——‘云测评’!”

“如果能够把不同的测评工具上传到一朵云上，根据不同岗位的测评需求加以随意调用，并通过不同的测评过程提炼出素质模型，这就解决了模型“精确化”的问题，确保了测评效度。此时，如果一方面把测评与培养同步，另一方面把员工不同维度的素质上传到“云”上，由不同的岗位需求来选择，导向员工的职业生涯发展，以替代企业的调配干预，就能够解决周边管理的问题，也就到达了‘动态化’。”

于是，根据老师建议的方案，翟明宇开始对项目思路进行调整。

首先，他们开始为中层管理人员的岗位建立“关键情景库”。“关键情景”即是挑战性达到一定程度的工作情景，这些工作情景能够区分高绩效和一般的中层管理人员，换句话说，处理这些情景是需要特定素质的。收集“关键情景”的途径有两条：一是来自高层、中层和其直接下属的访谈，而这些访谈是由人力资源部根据对于战略的梳理设置了半开放式的访谈框架；二是来自“绩效关键事件”的记录，人力资源部在盘点绩效时会发现一些中层管理人员所在部门或其个人绩效的异动，此时进行“复盘”就可以发现是何种事件影响了绩效，而这些事件就是“绩效关键事件”。

其次，将“关键情景库”内的“关键情景”进行聚类，在通过不同的形式(如主持会议、处理公文、商务谈判、处理突发事件等)对每类情景进行模拟，这实际上就形成若干个“评鉴中心”。“评鉴中心技术”即是在短时间内模拟各类工作情景，然后将被测评者纳入，要求其完成各类情景下的管理工作，并通过跟踪全过程进行人才测评的技术。由于不同管理岗位可能包含同样的关键情景，所以，不同评鉴中心之间的内容可能交叉，而交叉之处就体现了人力资源工作的规模效应。

再次，被测试者根据中层管理人员岗位所包含的关键情景进入评鉴中心。同期进行评估者包括高层管理人员、HR和外部专家。外部专家充当两类角色，其一是对于评鉴中心的情景模拟进行“导演”，其二是在专业引导下高层管理人员对于被测试者表现的关注点进行放大并提炼，这样就能够从“关键情景”中提取出若干的素质维度，并形成素质模型和评估各维度的素质得分。显然，经过同一评鉴中心，包含相同“关键情景”的岗位得以聚类成为一个“岗位族”，并拥有同样的素质模型。HR的作用在于，基于自己对组织情境和专业知识的理解，协调和催化高层管理人员与外部专家的互动。可以说，提炼素质模型的过程就是一个“三方维基”的过程。

最后，每个被测试者的素质记录被呈现在了人力资源信息系统中。此时，其职业生涯通道的宽度是相同素质模型的“岗位族”。人力资源信息系统会自动反馈在所有岗位族的任职人员中测试者处于哪个水平，甚至还可以将其与在位的任职者进行全面比较，盘点优势劣势，给出赶超策略。如果员工需要谋求更广阔的发展空间，其可以向人力资源部申请进入其他的评鉴中心。当员工在两个或以上的“岗位族”的素质模型中有了测评结果，人力资源信息系统会自动反馈其更适合哪个“岗位族”，这就是一种对于职业生涯发展的引导。

“云测评”的模式相当于绘制了一张企业人力资本地图，高层看得到，方便了用人，中层之间也看得到，形成了“锦标赛”，下一层级的管理人员也看得到，形成了对于现有任职者的竞争压力，由此，盛仕集团的中层管理人员被激活了。不仅如此，评鉴中心还拥有了类似“发展中心”一样的功能，即模拟工作场景测试员工素质转化，通过测试同时发展员工能力。

[编辑代永华]

E-mail：dyh@chinacbr.com

参数化标准零件快速绘制方法研究 第7篇

1 参数化绘图程序设计思想及设计过程

在机械设计绘图中, 需要大量用到标准件, 如果将相同的零件不停的重复绘制, 会降低制图效率, 而块的产生则很好地解决了这个问题。将不同的标准零件储存为块的形式, 需要直接调用块就可得到相应的标准件图。然而根据国家标准, 相同的标准件具有不同的型号, 如果将每个型号的零件图都储存为块的形式, 会占用大量的系统资源, 给绘图带来不便, 因此引入参数化设计的标准零件图绘制[6,7]。

本文利用VBA实现参数化标准零件开槽圆柱头螺钉的绘图设计, 其设计的主要流程图如图1所示。

1.1 用户界面设计

用户界面设计主要包括两个内容:用户窗体的创建和程序中数据库的调用。

用户窗体的创建在机械设计手册中, 查找到的标准零件都是具有相同的外形, 而各部分的尺寸即参数不同。因此, 可以通过设计一个用户界面, 用不同的代号表示零件主要部分的尺寸, 而用户则根据需求输入相应的参数。如本例中的开口圆柱头螺钉, ds代表螺头直径, n代表螺头开槽直径, t代表槽深, d代表螺身直径, k代表螺头长, b代表螺身长。开口圆柱头螺钉用户界面如图2所示。

数据库的调用。用户可以根据制图需要输入相关参数, 但由于标准零件大部分有国家规定的标准参数, 因此可以创建一个参数数据库, 用来记录机械设计手册中的参数, 这样用户可选择零件的型号, 以便能快速、自动地显示出参数。而用户界面中的“打开文件”即是一个数据库调用过程, 这是实现绘制图形的关键所在。通过标准数据库创建与参数输入连接, 可以把标准参数调用到程序绘图中, 通过保存文件也可以添加没有的参数到对应的数据库中, 这样可以扩展数据库的记录范围, 更好的完善制图需求。

VBA作为一种内嵌式的开发工具, 具备了完善的数据访问和管理功能, 因此可以通过DAO数据访问对象、数据控件对Access数据库或其他的FoxPro、Betrieve等外部数据库进行访问和管理, 还可以使用SQL语句对数据库进行检索[8]。在螺钉的绘制中建立数据库“螺钉.mdb”表的方法如下:

通过创建数据库, 可以调用出相应型号的标准件图, 将不同的标准件组合在一起就可以得到需要的组合零件图。

1.2 用VBA编写程序绘图

用VBA语言绘制零件图时, 需要确定画图的基准位, 即定位基点, 并以此作为参考点绘制整个零件图[9]。通常基点的输入通过以下命令实现, 即:

Dim ptbase As Variant

ptbase=ThisDrawing.Utility.GetPoint (, "输入起点:")

绘制图形需要用到函数调用, 可以在模块中建立绘制图形的函数。在绘制标准件图时, 需要根据参考基点来定义标准件不同部位点的坐标。当标准件呈现对称结构时, 可以只绘制出对称轴的一边, 另一边通过命令mirror进行镜像实现, 这样可以很快地画出对称部分的图形[10]。在二维环境中, 定义镜像需要的2个坐标端点如下所示:

Dim mirrorObj1 (0 To 2) As Double

Dim mirrorObj2 (0 To 2) As Double

根据开槽圆柱头螺钉的特点, 画图时需要分成2种情况:无螺纹部分杆径约等于中径;无螺纹部分杆径等于螺纹大径, 因此在模块中需要定义2个绘图函数, 讨论两种情况, 即l>b和l

Public Sub DrawLD1 (d1 As Double, n1 As Double, t1 As Double, dk1 As Double, k1 As Double, b1 As Double, l1 As Double)

Public Sub DrawLD2 (d2 As Double, n2 As Double, t2 As Double, dk2 As Double, k2 As Double, b2 As Double, l2 As Double)

在螺钉的主函数中, 通过调用语句Call DrawLD1, Call DrawLD2在模块中定义的螺钉函数绘图。

1.3 运行程序及输出结果

运行程序, 在弹出的对话框中输入需要螺钉规格的代号, 以及在文本框中输入合理的参数值l, 点击确定按扭, 回到Autocad界面, 用鼠标点击绘图基点, 此时一个标准件就绘制成功。根据实际情况, 可能出现2种绘图效果:当l>b时, 运行结果如图3所示;当l

根据此思想可以绘制其他的标准件, 用到的关键技术是标准件数据库的创建与参数输入的链接。

2 结 语

利用AutoCAD VBA技术开发出的标准件参数化绘制程序, 以实现参数化标准零件的绘图。在绘制大型零件图、装配图时利用参数化设计思想可以简化制图的复杂性, 这样极大地缩短了设计周期, 提高了设计效率, 改善了设计质量, 减少人工查表和计算的工作量, 也减少了人为错误, 用户可以按照自己的设计需求调用零件图。因此在AutoCAD中利用VBA以及结合数据库创建进行参数化标准件的绘图开发, 仍然在机械领域中占有非常重要的地位。通过这样的方法同样可以开发其他产品的设计与绘图系统, 以满足设计者的不同需求。

摘要：为了提高标准件的绘制效率, 简化制图的复杂性, 提出了标准零件的简化及快速绘制的方法, 并与用户产生交互。采用AutoCAD的二次开发技术和面向对象的VBA语言实现参数化标准零件绘图的原理, 并实例绘制了开槽圆柱头螺钉对该方法进行了验证。结果表明, 利用参数化设计思想能有效简化制图复杂性, 缩短设计周期, 改善设计质量。

关键词：AutoCAD,VBA,参数化,标准零件

参考文献

[1]Tong Bingshu.The development of CAD technology[J].Journal of Engineering Graphics, 1999 (3) :18-22.

[2]付靖渝, 马咏梅.基于AutoCAD二次开发的组合零件库设计[J].机械设计与制造, 2007 (1) :52-53.

[3]赵卫东, 柳先辉.CAD软件二次开发平台实现技术[J].计算机辅助设计与图形学学报, 2003, 15 (4) :512-516.

[4]WANG Yunpeng, LEI Yi, PAN Xiang, et al.Techniquesof CAXAEB application development[J].Journal of Com-puter Aided Design&Computer Graphics, 2002, 14 (2) :189-192.

[5]TONG Shi-zhong, LI Ping.Secondary development is keypoints of obtaining actual effect for CAD[J].Electronic Ma-chinery Engineering, 1999 (4) :34-38.

[6]陈锦昌.计算机工程制图[M].3版.广州:华南理工大学出版社, 2004.

[7]唐荣锡.CAD/CAM技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 1994.

[8]姜德生, 杨艳.基于Excel VBA的数据库访问技术的研究[J].微计算机信息, 2008, 24 (21) :103-104.

[9]郭占斌, 刘海军, 陈刚.基于VBA的参数化绘图程序设计与应用[J].农机化研究, 2005 (6) :251-253.

高速数据采集曲线的快速绘制方法 第8篇

随着GPU技术的发展, GPU作为显卡中的主要组成芯片, 能够进行高数据量计算的并行处理, 可以显著提高数学计算速度, 而且由于其可以直接对显卡的显存进行读写, 为数据曲线的高效率绘制提供了硬件条件。提出了一种不失真的数据曲线快速绘制方法, 并用CPU和GPU分别对其进行了实现。

1 原理

在曲线进行绘制时, 曲线需要绘制的窗口区域是由有限个像素点组成的, 不管是几千几万几百万个点, 它们在被绘制到窗口中的区域也是固定的, 也就是说曲线的绘制产生了挤压, 这样可以充分利用这种挤压现象对曲线绘制效率进行优化。以绘制正弦曲线的一个完整周期为例, 图1为以矩形框大小为绘制区域进行绘制后的正弦曲线, 可以看出随着绘制区域的不断缩小, 正弦曲线被不断地进行挤压, 当绘制区域的宽度缩小到一个像素时, 正弦曲线的绘制将在绘制框内退化为一条竖直线。

假设绘制区域宽度为w个像素, 所有要绘制的数据点为P0, P1, Pn-1, 并假设n可以被w整除, 令m=n/w, 则在绘制区域内按窗口坐标绘制时, 每个窗口坐标的位置将绘制m个数据点, 则要绘制的数据点被划分为w块, 即P0, P1, Pm-1, Pm, Pm+1, P2m-1, P(w-1) *m, P(w-1) *m+1, Pw*m-1。

基于前面所说的退化原理, 在某个窗口坐标处要绘制的点组成的曲线退化为一条竖直线。假设竖线的窗口横坐标为x, 则在此处要绘制的点的为第x块数据, 即P(x-1) *m, P(x-1) *m+1, Px*m-1, 由于退化为一条竖直线, 故只要寻找第x块数据中m个点的最大值Yx_max和最小值Yx_min即可, 然后再窗口横坐标x处绘制点 (x, Yx_max) 和点 (x, Yx_min)之间的连线。最后在绘制区域内对w个横坐标处要绘制的点按照以上办法进行绘制。这样绘制出的曲线, 绘制效率高,速度快, 而且不会出现曲线绘制过程中的失真现象, 曲线可以完整呈现真实的模拟信号状态。

2 算法实现与验证

利用曲线绘制控件对算法进行了验证, 主要是验证算法对绘制效率的影响, 具体绘制过程交给曲线绘制控件。算法在CPU和GPU上分别运行, 用于验证两种平台的绘制效率。数据源曲线选用以下公式产生, 曲线如图2所示, 公式产生100000个点 , 为对文中 算法进行验证 , 点数采用一 百万点 ,即10个图2组成的点集。

y = sin (0.002*π*x) *100 |x|500

y = rand () %10 500<|x|50000

规定绘制窗口宽度w, 高度h, 窗口坐标x, 像素坐标处要绘制的点数m, 纵坐标绘制比例h_scale, 总点数为n。

2.1 CPU 平台算法

寻找窗口横坐标x处的曲线纵坐标值, 即在m个点中寻找最大最小值的过程, 在寻找到第x块数据要绘制的纵坐标后, 直接在窗口坐标x处绘制一条竖直线即可。最大最小值寻找代码如下:

绘制代码如下:

2.2 GPU 平台算法

GPU针对吞吐量优化了硬件架构, 具有更多的 流水线和内存吞吐量, 更适合于完成大规模并行计算的工作[1]。CUDA是一种将GPU作为数据并行计算设备的软硬件体系, 专门针对通用计算进行设计, 并引入了新的并行编程模型和指令集,使GPU的编程更加灵活, 只要掌握C语言就可以控制GPU进行并行运算开发[2,3]。GPU相当于拥 有成千上百 个核的CPU,对于并行计算任务, 通过CUDA将相同计算逻辑的任务封装成kernel, 然后控制所有的核同时运行kernel实现并行运算。

在GPU平台上, 算法的验证主要是将窗口坐标x处要绘制的纵坐标最大最小值的查找算法移植到GPU上, 利用CUDA对其进行实现, 利用其并行运算特征提高算法速度, 从而提高曲线绘制效率。CUDA程序分为Host端和Device端,Host端利用CPU对绘制数据进行生成并缓冲到内存里, 然后对计算任务进行分解, 分别计算w个窗口坐标处的纵坐标值,并调度Device端并行执行计算任务, 当Device端计算结束后,再将结果拷贝回Host端内存, 然后将结果在计算机屏幕上进行绘制。

CUDA编程步骤如下:

(1) 首先在GPU显存开辟内存, 需要开辟数据点缓存和结果缓存。

(2) 将数据点拷贝到GPU显存。

(3) 执行Kernel。一维Grid取w个Block块 , 与窗口坐标个数对应。 一个Block块取k个线程同时运行, k则根据单个数据块的长度合理确定, 此处m应可以被k整除, 取len=m/k, 即第x窗口坐标处的m个数据点集的最大最小值计算再被分解为k个子块数据由k个线程同时运行, 即每个线程对len个数据点求最大最小值, 这样计算出k个子块数据的最大最小值, 然后再进行归约计算, 首先将k个子块数据的最大最小值组成一个具有2*k个数据点的数组, 再对这个数组寻找出最大最小值, 即第x窗口坐标处的每个数据点集的最大最小值。

其中核函数FindMaxAndMinGPU代码如下:

(4) 将数据点从GPU显存拷贝到内存。

(5) 曲线绘制控件绘制结果坐标点

2.3 曲线绘制测试

对上述算法进行验证, 采用硬件平台: GPU为NVIDIAGT630; CPU为intel Q9550。软件平台 : VS2008、CUDA3.2版驱动和工具开发包。对一百万个测试点进行绘制, 绘制窗口为200个像素高, 1000像素宽, 即w = 1000, n = 1000000,m = 1000, 而对于GPU取k = 32。采用在CPU上逐点绘 制、在CPU和GPU上分别用算法绘制3种绘制方法, 根据退化原理, 屏幕上要绘制的线条用这3种方法计算出的绘制位置是一致的。在放大和拖动后, 需要绘制的数据点变为全部数据点的子集, 根据窗口坐标与实际数据点序列的对应关系重新计算放大和拖动后的窗口坐标与子集数据点序列的对应关系,然后在屏幕上绘制点的过程就是算法的再次重复而已, 利用算法绘制曲线也不会影响放大拖动的操作效果

绘制结果如图3、图4所示, 可以看出绘制质量非常好,没有任何失真。在绘制效率方面, 逐点绘制等待时间很长,计算机基本处于卡顿状态, 而且图形的放大拖动操作很难进行。对于算法不管是CPU还是GPU, 操作效果都非常好, 不管是拖动还是放大, 没有任何延迟, 使用效果非常好。

3 结语

绘制方法 第9篇

1通用的隐函数图像绘制方法

平面几何中,手工绘制显函数y=f(x) 的图像,首先需要判断函数的定义域R, 之后对R内的每一个变量xi,计算对应的yi=f(xi)。然后在二维空间中标出坐标点(xi,yi)。在函数值变化较快的区域,应该计算并绘制比较多的坐标点;在函数值变化较缓慢的区域,则可以绘制较少的坐标点。

然而不是所有的二维函数都能够表示成显函数形式。我们遇到更多的函数, 是形如F(x,y)=0的隐函数(显函数y=f(x) 可以变换为隐函数F(x,y)=y-f(x)=0)。尽管有些隐函数可以通过变换,表示为参数方程;但是绝大多数的隐函数无法转换为参数方程,同时我们也无法求得F(x,y)=0的精确解(xi, yi),所以上述绘制显函数y=f(x) 图像的方法,无法用于隐函数图像的绘制。但这并不意味着不能绘制隐函数的图像。

通用的隐函数绘制的方法,不再是事先确定使F(x,y)=0成立的坐标点(xi, yi) ; 而是在给定的绘图平面范围内搜索,寻找使F(x,y)=0成立的所有点(xi, yi)。这种绘图方法的伪代码形式为:

对X区域内的每一个xi

对Y区域内的每一个yi

如果F(xi, yi)=0

绘制点 (xi, yi)

因为搜索合适的(xi, yi) 坐标点的过程,需要相当大的计算量,所以只有在电脑计算能力足够强大的情况下,这样的绘制方法才是可行的。

2使用Python绘制隐函数图像

2.1绘图原理在Python中的实现

上文提到,在数学上可以通过判断F(xi, yi)=0是否成立,来寻找位于隐函数图像上的点。在计算机上编程实现时还需要注意2个问题:

1. 为了使函数图像足够光滑,采用的xi、yi的间隔应该足够小。但是间隔太小, 会造成计算速度过慢。所以需要统筹考虑图像质量和运算速度的关系。

2. 由于计算机浮点数计算的原因, 当F(xi, yi)

2.2选择合适的库

PIL(Python Image Library,即Python图像库)是展示函数图像的首选。PIL是跨平台的图像处理库,提供了对多种图像文件的读写功能,可以对图像进行基本操作,能够直接生成函数图像的磁盘文件; 并且很容易与常见的Python GUI库交换数据,方便嵌入到更复杂的GUI应用程序中。

最直观的绘制函数图像的算法,是使用PIL创建一个白色的图像对象,然后逐像素地判断该像素点是否满足F(xi,yi)

3 Python程序的加速

Python程序中使用Num Py数组的好处较多,除了加快PIL创建图像的速度之外。还可以从其他途径获得运算时的速度提升。

3.1使用Numba JIT(Just-in-Time)实时编译器

只需要添加简单的修饰器,Numba就可以将使用Num Py数组的Python函数翻译到LLVM平台上,从而加快程序的运行速度。此时的完整源程序如下。可以看出,如果删除使用修饰器autojit的行, 该源程序是仅依赖于PIL和Num Py的Python源程序。

3.2使用Py Cuda进行GPU上的并行计算

很显然,判断平面上各个点是否满足F(xi, yi)

可以看出,Py Cuda对Num Py的数组提供了很好的支持,相对纯C/C++ 的Cuda程序而言,Py Cuda简化了初始化工作,可以直接将Num Py的数组作为参数传递给GPU核函数使用,并且直接用该数组存储GPU计算之后的结果。

4总结

在Windows XP上对上述“心形”隐函数的图像进行了绘制,并且测试了程序运算速度。三个方案分别使用了Python27、 numba 0.11.1和pycuda 2013.1.1,花费时间分别是32.33秒、2.67秒和0.03秒。该测试数据与前文的分析是一致的。使用Numba对原始Python程序的改动最小,就可以获得较好的速度提升;使用pycuda之后,因为程序得到了GPU硬件的加速, 所以程序速度相当快,实用价值最高,但是编写核函数则需要用户有较多的经验。 本文的加速方法及速度规律也适用于其它的图像处理应用程序。

摘要：本文研究了在Python语言中,使用PIL和NumPy库绘制隐函数图像的方法;对比了不同方案下的计算速度。本文结论也可为其它图像处理应用程序提供借鉴。

常用软件绘制导线实测图方法探讨 第10篇

关键词：Excel,AutoCAD,测量,绘图

1 问题的提出

传统的罗盘仪测量绘图是利用计算纸、比例尺、分度器等工具,经过初绘,然后进行平差、清绘、查数网格,再通过比例换算求出所测量作业区的面积,最后描绘到硫酸纸上晒图或复印出图。这种绘图方法存在精度不高、效率低下等缺点。

现在利用GPS测量绘图是可行的,但是必须是在有差分定位的情况下才能达到所需精度,而差分测量的条件在林业生产上存在成本过高等问题,很难实现。

本文讨论的问题是罗盘仪导线测量的内业绘图工作,它要求建立在高精度的外业测量数据基础之上,方法运用的是罗盘仪闭合导线测量法。

Excel是常用的办公软件之一,目前应用十分广泛,在电子表格的制作和计算上表现出色,AutoCAD是优秀的绘图软件之一,在机械、建筑等绘图领域占有十分重要地位。

笔者利用这两个常用软件,经过简单的几步操作,把罗盘仪外业测量的基础数据(距离、角度、坡度等)录入Excel中进行计算和转换,使之成为能为AutoCAD所识别的绘图数据,在AutoCAD中将导线图绘制出来,由于观测误差等多种原因,所绘制的图形会存在闭合差,在AutoCAD中对存在的闭合差进行测量,得出绝对闭合差的大小以及闭合差的角度数值。将这两个数值输回到Excel中进行判断,如果在允许的误差范围内,就让Excel进行平差,计算出平差后的绘图数据,然后将平差后的绘图数据输入到AutoCAD中再绘制出平差后的图形,然后利用AutoCAD的面积测量工具测量出导线所围成图形的面积。对图形四至等图形元素进行标绘,然后打印输出。这样就完成了导线测量图的内业绘制工作。整个绘图工作只需简单的数据录入和少量的鼠标操作。

2 程序的使用方法

为了说明方便,以表1中的测量数据为例。

2.1 Excel中的“宏”设置

首先打开用Excel制作的“计算工具”(用Excel制作的含有计算功能的小程序,下同)和用AutoCAD制作的图形边框文件“实测图”。需要说明的是在使用这个“计算工具”之前必须将你所用的计算机上Excel软件的“宏”的安全等级设为“中”。具体方法为:执行“工具→宏→安全性”。出现“宏”安全性对话框,在其中点选“宏”的安全级别为“中”。因有很多病毒通过“宏”来进行传播,所以在启动“计算工具”的过程中Excel软件会发出警告,因在“计算工具”中设置了能自动运行的“宏”程序,不是病毒。因此应选择“启用宏”。

2.2 填入外业测量数据和确定导线闭合差精度

将表1中的测量数据填入“计算工具”相应的栏目中,这里根据实地情况和导线测量的要求填入最大闭合差为1/200(图1)。

2.3 图形的初步绘制

用鼠标在“平差前绘图”按钮上点一下,转到AutoCAD程序,在“命令”行点鼠标右键选“粘贴”,这时将在图中绘出未平差前的导线图,此时与光标相连还拉出一条线段,假定与光标“相连”的这点即所测图形的终点为“B”点,所测图形的起点为“A”点,此时在图形的任意处点一下鼠标右键,用以释放光标。

2.4 闭合差测量

理论上绘制出的图A、B两点应当重合,但实际在绘制出的图中A、B两点间存在着距离(图2),这就是“闭合差”,执行“工具→查询→距离”,此时光标将变成“十”字形,在B点上点击一下鼠标左键,接着在A点上点击一下鼠标左键,在命令行中将看到B点到A点间的绝对闭合差和角度差分别为3.058 0和307(图3)。

2.5 平差计算和绘制平差后的图

将闭合差的距离和角度输入到“计算工具”中,程序能够判断闭合差是否超出误差允许范围,如果显示“符合精度要求,可以平差绘图”,则在“平差后绘图”按钮上点一下鼠标左键,转到AutoCAD中,在命令行点右键选“粘贴”,将绘出平差后的图形。此时点鼠标右键释放光标,可以看到图形已经闭合。将AutoCAD中未平差前绘制的图形选中后删除,将图形移动到适当位置即可。

如果在“计算工具”中输入绝对闭合差和角度后显示“相对闭合差过大,请重新测量”,则说明外业测量的精度没能达到设定的精度要求,需要重新测量后再绘图。

2.6 图形面积测量

执行“工具→查询→面积”,此时光标变成“十”字形,用键盘输英文字母“O”后回车,光标变成“□”形,在所绘的图形导线上任意处点一下,测出图形面积183365.9411。

2.7 标注实测图四至和小班注记

将小班四至和小班注记标注到图上,完成图形。

2.8 图形的打印输出

执行“文件→打印”,在出现的打印对话框的“打印设备”选项卡的“打印机名称中”选择您要使用的打印机。在“打印设置”选项卡中的“打印区域”中选“窗口”方式,“图形尺寸”中选A4纸,单位选“毫米”,打印比例中选“自定义”,在下部的框中填入“1毫米=5单位”。点一下“窗口”按钮回到图形界面,光标变成“十”字形,在图形的外框左上角按住左键拉到右下角再点一下鼠标左键则将再次回到“打印”对话框,此时点“确定”打印机将打印出绘制好的图纸。

这里要说明的是如果在“计算工具”输入的数据中距离的单位是“米”,则在AutoCAD中测量出的图形面积单位就是“平方米”,在“打印设置”中选“1mm=5单位”,则打印出的图纸的比例尺就是1∶5000,当然也可以输出其他任意比例的图纸(图4)。

3 结语

运用常用的办公软件实现了对罗盘仪导线实测图的绘制,极大地提高了工作效率和绘图精度,使绘制出的图既美观又规范,既方便保存和修改,又利于通过网络进行传输,近年来在东辽地区得到了很大的推广应用,是绘制实测图的一个发展方向。

参考文献

[1]北京林学院.测量学[M].北京:中国林业出版社出版,1979.

绘制人脑活动图谱 第11篇

科学家已经能对许多自然现象进行预测。比如，明天会不会下雨，明年小行星会不会撞击地球，某地的活火山会不会在下个月爆发。但是，科学家却很难预测一个人在下一分钟想什么：他会产生一个积极的想法，还是会冒出一个罪恶的念头？科学家的共识是，自然界中最复杂、最难研究的不是外在的东西，而是内在的东西，那就是人类的思维。科学家认为，如果能绘制出人脑活动图谱，就可以了解人脑的运行机理，从而可以监测人们的思维活动，也可以检测脑部疾病。

人类脑计划

2011年9月，在英国召开的一次科学会议上，美国哈佛大学分子遗传学家乔治·丘奇和哥伦比亚大学神经科学家拉斐尔·尤斯特的一份提议引起了广泛关注。该提议内容是：通过合作来开发一些新技术，用于追踪人脑各个区域的活动，最终达到可以测量每一个神经细胞活动的水平。此后，不少科学家开始宣传这项提议，最终引起了美国政府的关注。

2013年初，美国总统奥巴马宣布，美国政府将“推进创新神经技术脑研究计划”（简称人类脑计划）。2013年9月，美国国家卫生研究院宣布，在2014财年将重点资助9个人脑研究领域。这是美国推出人类脑计划后，相关政府科研机构首次公布具体研究与实施细节。美国采取“集中力量办大事”的思路，吸纳公立和私营的科研机构共同参与人类脑计划。多家联邦公立机构将为此计划拨款。例如，美国国家科学基金会将提供2000万美元，用于开发分子尺度的探测装置，力争能感知并记录神经网络活动，并通过“大数据”技术增进对人脑思维、情感、记忆等活动的理解。

美国军方也参与其中。美国国防部高级研究项目局计划投入5000万美元，着重开发一系列能捕捉、处理神经元和染色体活动状态的工具，建立相应的信息处理系统和修复机制，以期在士兵遭遇应激压力、脑损伤、记忆损失等问题时协助诊断和治疗。私营机构中的一些相关研究项目也纳入到人类脑计划中，例如，艾伦脑科学研究所每年将提供6000多万美元用于开展探索人脑活动的研究项目。霍华德·休斯医学研究所有一片研究神经网络的科技园区，每年将提供至少3000万美元的资助。

虽然人类脑计划目前由美国科学界主导，但是大多数神经科学家认为，这项研究不可能由美国“吃独食”。就像人类基因组计划当时由美国科学家主导一样，庞大而复杂的人类脑计划最终还得靠中国、英国、日本、德国、加拿大等多国科学家来合作完成。

人脑活动图谱

在人类脑计划中，一个核心的内容就是绘制人脑活动图谱（英文简称为BAM）。或许不少人会误解人脑活动图谱就是人脑的三维图像，其实描绘人脑的“外貌”并不困难。人脑活动图谱中最困难的部分是“活动”，主要是“记录每一个神经环路中每一个神经元的每一个锋电位”。也就是说，要记录每个脑部位中各个神经细胞的活动情况。最终完成的人脑活动图谱将展示人脑中每一个神经细胞的活动模式，也会展示何种神经纤维在何时放电，以及各种神经活动是以何种方式同步发生的。

虽然人脑活动图谱名为图谱，但是它不是简简单单的一张图画，而是一个庞大数据库的集合，其中展示了人脑中的各种生物电活动。就像人类基因组图谱一样，人脑活动图谱也十分复杂而深奥，我们是难以看懂的，甚至一些脑科学家也看不懂，因为它其实是一些数据的图示，得借助专门的电脑软件才能“读懂”。人脑活动图谱相当于一个标准，把我们的脑部活动和这个图谱进行对比，就知道我们的所思所想。

目前，科学家只能对人脑活动进行粗略的测量。他们可以通过一些仪器对人脑广阔区域的活动进行探测，或者测量单个或小群的神经细胞的活动。然而，这些仪器扫描人脑生成的是一些模糊的图像，缺乏对细节的描绘。聚焦于单个或小群的神经细胞，倒是能生成相对清晰一些的图像，但是这些图像用途不大，因为人类的思维活动是人脑多个区域共同合作的结果，涉及的神经细胞至少有几千个，复杂一点的思维活动则需要几百万个神经细胞和神经纤维来完成。

正因为目前的人脑扫描方法存在局限性，科学家希望开发出新的方法来直观地展现人脑的活动。这要求新型脑成像技术具有高时间、空间分辨率，并与电子探针、纳米技术等密切结合。绘制人脑活动图谱的方法与绘制人类基因组图谱的方法有些类似，那就是从局部到整体。人类基因组是从单个基因开始，然后延续到一些基因片段，最后连接成整个人类基因组图谱。同样，绘制人脑活动图谱得从神经细胞开始，然后延续到功能区域，最后扩展到人脑乃至整个神经系统。

尽管测绘人类人脑活动图谱是一项更艰巨的任务，但这一巨大的挑战是刺激新工具的研发以及跨学科的科学家通力协作所必需的。丘奇和尤斯特等人认为，人脑活动图谱相关技术的开发将分四个阶段：第一阶段，集中研发新影像工具，可以利用光去穿透脑组织，探测并操控细胞功能；第二阶段，通过利用新一代的电子探针，同时监测和操控大量的细胞；第三阶段，利用最新的纳米技术，对单个神经细胞内的活动进行实时汇报；第四阶段，利用人类基因组计划的相关模式，建立数据分析和共享系统，多国科学家合作绘制出完整的人脑活动图谱。

从动物到人类

由于科学和道德的原因，科学家开始将不会大规模进行人脑活动图谱的研究，而是从一些“模式动物”入手开发新技术，并积累相关研究经验。从科学的层面上来分析，任何科学研究都是循序渐进的，一些低等动物的脑要比人脑简单得多，它们的脑部活动图谱相对容易获得。从道德的层面来分析，新的脑部扫描技术可能存在一些潜在的危害，先对动物进行实验和观察，就可以逐步改进和完善相关技术，最终可以做到没有危害或者危害十分微小，这样应用到人脑扫描时就没有道德风险了。

根据人类脑计划的相关规划，科学家在5年以后才能完成对秀丽隐杆线虫脑部活动图谱的绘制。秀丽隐杆线虫是一种低等动物，它的脑部只有302个神经细胞和大约7000个神经节点。10年之后，科学家预期可以绘制拥有大约13万个神经细胞的果蝇的脑部活动图谱。15年后，预计可以观测更加复杂的斑马鱼的脑部活动，或老鼠脑部皮层中一些区域的活动。从这些规划可以看出，人类脑计划的研究任重而道远，20年内是难以完成对人脑活动图谱的绘制的。

研究脑部活动有何好处

在人类基因组计划实施之前，曾有人认为基因测序是白日梦，然而人类基因组图谱最终绘制成功，令基因科学出现了革命性的进步，也彻底让反对者“闭嘴”了。科学家进行脑科学研究，也是希望人类脑计划能使神经科学的技术发生变革，最终使人类对人脑功能的理解发生革命性变化。

人类脑计划的倡导者之一保罗·埃尔维赛特斯认为，人类脑计划的意义可与人类基因组计划相媲美。历时十多年的人类基因组计划让科学家完成了对人类基因组图谱的绘制，让人们可以从基因层面来认识人类的一些外貌、行为和疾病的产生原因，对研究人类行为和促进健康产生了深远的影响。人类脑计划的目标是探索人脑工作机制和绘制脑活动图谱。它也将和人类基因组计划一样，更加深入地探索人类行为的深层原因，并有利于促进人类神经系统的健康。

目前科学家还无法保证人脑活动图谱的实际应用，但是一旦成功，人脑活动图谱的应用将十分广泛。它可以告诉我们决策在人脑中是如何形成的，我们如何才能进行合理、正确的决策；它可以告诉我们非正常的想法和行为是怎样产生的，这样就可以有效地预防和治疗精神病，预测和减少犯罪行为和恐怖活动；它可以监测神经细胞和神经纤维的活动，发现即将或已经发生病变的脑部区域；它可以应用于人工智能领域，让科学家模拟人脑制造高端智能机器人。要实现上述目标，可能需要30年或许更长的时间。但是，将来人们必定可以享受到人脑活动图谱带来的好处。

（作者单位：上海科学技术出版社）

绘制方法 第12篇

为了正确绘制机构运动简图, 首先要弄清几个问题。

1.绘制机构运动简图的目的:其目的就是将那些与机构运动无关的外部形态, 如构件的截面尺寸、组成构件的零件数目和运动副的具体结构等撇开, 而把决定机构运动性质的本质上的东西, 如运动副的数目、类型、相对位置及某些尺寸等抽象出来, 清晰地表示出机械的组成、机构运动传递关系, 以便于对机械进行运动和动力分析。

2.什么是机构运动简图?就是用简单图形把机构的结构状况表示出来。具体地说:就是用线条、方框、圆等表示构件, 用简单符号表示运动副的类型, 根据运动副的相对位置及与运动有关的尺寸, 按一定比例绘制出的图形。

3.基本方法:采用“顺藤摸瓜法”。先对机构的结构及运动形式进行分析, 研究机构是怎样组成的, 各个构件又是怎样运动的, 既从主动件开始顺次观察各“藤”构件的运动及其结构和形状, 其次确定构件之间的连接方式即各“瓜”运动副类型和数目。然后选择恰当的投影面, 一般选择机构中多数构件的运动平面为投影面, 必要时也可以就机械的不同部分选择两个或两个以上的投影面, 再展开到同一图面上。原动件的位置可以任意选定 (避免构件之间互相重叠或交叉, 否则会使图形不易辨认) , 其他构件与其相对位置就自然确定了。使用测量工具测量出机构的基本参数, 并采用同一比例尺依构件的联接次序逐步画出机构运动简图。图中由机架开始, 沿着主动件依次用数字标注构件, 用字母分别标注各运动副, 同时用箭头标明主动件的运动方向。

4.检查方法:检查一下是否符合“三个一样”“一个相等”的原则:即“实物中的构件数、运动副类型与数目、运动学尺寸”要与“简图”中的一样, “原动件数”与“自由度数”要相等。下面举两例进行具体分析:

图1为几种铰链四杆机构及其运动简图, 图 (a) (b) (c) 所示机构, 其运动简图均相同, 都是图 (d) 所示的铰链四杆机构, 这是为什么呢?

原来, 各机构中运动副的形式虽然极不一致, 但实质都是铰链, 如图 (a) 中构件3和构件4的联接;图 (b) 中构件1和构件2的联接, 表面形式是圆盘上套了一个环, 实质还是铰链, 不过铰链的半径大一点而已;图 (c) 中, 构件3和机架4的联接, 形式上是滑块沿着滑道的滑动, 但是滑块和滑道都呈圆弧状, 它们的相对运动不是移动, 而是围绕圆弧中心D点的转动, 所以, 其实质仍是以D为中心的铰链。

图2 (a) 为油泵机构结构图, 图 (b) (c) (d) (e) 为该机构运动简图。其中图 (e) 是正确的, 图 (b) (c) (d) 均是错误的;图 (b) (c) 错误在于:图中的构件3表面形式是球, 但实质是一个摇块;图 (d) 错误在于:摇块的中心应与主动件1的中心在一条竖直线上, 才与实际工作位置相符。

以上两例包含着唯物辩证法的知识:通过现象看本质, 借此对学生进行思想教育, 各门功课之间都有一定的联系, 一定要学好各门功课, 为以后走向工作岗位奠定基础。

总之绘制机构运动简图要抓住基本概念和基本方法, 掌握一定的认识规律, 才能化难为易, 绘出正确的机构运动简图。

摘要：通过绘制机构运动简图的目的、什么是机构运动简图、绘制机构运动简图的基本方法和检查方法等几方面来论述如何正确绘制机构运动简图, 通过几个实例的分析得出各门功课之间都有一定的联系, 只要抓住基本概念和基本方法, 掌握一定的认识规律, 就能化繁为简、化难为易, 绘出正确的机构运动简图。

关键词：机构运动简图,运动副,铰链

参考文献

[1]栾学钢.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社, 2006:10.