Індекс рубрикатора НБУВ: К203.4 + В375.147 + В379.2

Рубрики:

Вирощування монокристалів металів і сплавів

Вирощування кристалів. Вирощування монокристалів

Фізика напівпровідників

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Відповідно до Концепції розвитку цифрової економіки і суспільства України на 2018 - 2020, прийнятої у січні 2018 р., серед ключових складників "цифровізації" є розвиток цифрової інфраструктури - широкосмуговий Інтернет по всій території України, і стимулювання цифрових перетворень у різних галузях економіки і суспільства, зокрема у медицині. Мета роботи - аналіз етапів цифрової трансформації в медицині і розробок авторів і їх колег відділу медичних інформаційних систем з розвитку інформаційних технологій цифрової медицини. Надано сформовану модель цифрової трансформації в медицині та виділено декілька основних етапів розвитку цифрової медицини: I - цифрова трансформація первинної медичної інформації, II - розроблення систем підтримки лікувально-діагностичного процесу, III - розроблення технологій і систем підтримки діяльності лікаря з цифровою інформацією, IV - мобільна медицина; V - глобалізація цифрової медицини. Запропоновано метод визначення маркерів функціонального стану серцево-судинної системи, в основу якого покладено математичні моделі прогнозу та класифікації із застосуванням Data Mining, що надає змогу виявляти та визначати граничні значення ЕКГ предикторів функціонального стану серцево-судинної системи для різних груп пацієнтів. Відзначено інформаційну технологію підтримки процесів одержання, передачі та зберігання цифрових медичних зображень, яку спрямовано на забезпечення ефективної роботи лікаря з цифровю інформацією з різних джерел: комплекси функціональної діагностики, сховища цифрових медичних даних і зображень з використанням PACS і хмарних технологій. Застосування в роботі Центру телемедицинн запропонованої теорії телемедичних систем, яка включає сформульовані принципи організації цих систем, критерії та методи аналізу цифрових медичних даних, надало змогу охопити кваліфікованою медичною допомогою населення більше 20-ти областей України. Висновки: розвиток цифрової трансформації у медицині проходить стадії з поступовим ускладненням завдань, методів і засобів їх реалізації: від формалізації первинної медичної інформації до удосконалення методів її аналізу, передачі і зберігання для підвищення якості медичної допомоги пацієнтам у будь-який час та у будь-якій точці країн світу.

Описано метод візуалізації тривимірних векторних полів (ВТВВП), адаптованих для графічних процесорів (ГП). Мета роботи - розробка та реалізація методу ВТВВП із ефективним використанням GPU. Створено програмне забезпечення для ВТВВП на базі розроблених алгоритмів. Програма забезпечує ВТВВП через інтерактивно керовану послідовність анімації. Основними критеріями оцінки продуктивності алгоритмів візуалізації є простота інтерпретації та продуктивності. Розглянуто проблеми адаптації обчислювальної моделі алгоритмів візуалізації векторного поля до реалізації на основі GPU. Розроблено ефективне представлення даних для методів, що реалізуються на основі вершинного та піксельного шейдерів ГП. Запропоновано узагальнену модель обчислень на базі ГП. Створено програму для інтерактивної візуалізації ділянок тривимірного поля швидкостей за допомогою анімації. Розроблено метод декомпозиції тривимірного текстурного куба для зображення тривимірного векторного поля. Всі запропоновані алгоритми реалізовано у вигляді програмних модулів, які можна використовувати для побудови системи візуалізації. Описано метод лиття цього методу є поділ екрана на комірки (проміжки) та конвеєрне обчислення за допомогою проміжного опису кадру у вигляді списку примітивів. Розбиття обчислень на дві фази з використанням проміжного опису кадру надає можливість досягти максимальної продуктивності на етапі піксельних обчислень, які потребують найбільше ресурсів, та визначити продуктивність системи в цілому. Показано переваги такого підходу над методом візуалізації кадру-буфера. Використання сучасної графічної техніки надає можливість досягти найкращих результатів у плані продуктивності. Тривимірні векторні поля використовуються для наукової візуалізації, обробки зображень і для спеціальних ефектів.

Створення цифрових моделей - складне завдання комп'ютерної графіки. Розробники анімацій зазвичай використовують 2 методи. Моделі виліплюються з традиційного матеріалу, такого як глина або пластилін, а потім моделі оцифровують. Моделі також можна створювати з використанням однієї з декількох комерційних (або призначених для користувача) систем моделювання, таких як MAYA або SoftImage. Оскільки з глини можна виліпити гладкі поверхні та точні деталі, більшість дизайнерів дуже часто використовують цей метод. Було б корисно дати користувачам такі ж можливості, як ліплення з пластиліну або глини, але у віртуальному просторі. Щоб дизайнер міг деформувати заготовку, додати деталі та видалити непотрібні частини. Крім того, віртуальні торгові центри, віртуальні світи, наукова візуалізація, проектування, будівництво і т. д. вимагають величезних витрат на передачу тривимірних геометричних даних по мережі. Для цього потрібно компактний опис тривимірних об'єктів. З урахуванням цих вимог розроблено методи з такими особливостями. Інноваційний інтерфейс інтерактивного моделювання, що використовує призначення функціональних моделей. Це орієнтація та розташування інструменту для ліплення щодо поверхні. Описано інтерактивне моделювання форм деформацій моделей на базі функцій збурення. Такі об'єкти характеризуються високим ступенем гладкості та описуються невеликою кількістю функцій. Їх легко деформувати та створювати форми, схожі на ліплення з пластиліну. Запропонований метод деформації функціонально заданих моделей із швидкою візуалізацією надає можливість забезпечити інтерактивність і реалістичність одержуваних форм. Наведено інтерактивне моделювання деформацій. Описано інтерактивне моделювання геометричних форм, заданих функціями збурення. Запропоновано метод інтерактивного моделювання функціонально заданих об'єктів без попередньої тріангуляції. Це надає можливість точніше створювати тривимірні форми та спрощує систему моделювання. Для цього розроблено алгоритм знаходження мінімального загального предка для об'єктів, алгоритм додавання об'єкта (збурення) в сцену та алгоритм вибору об'єктів у сцені. Розроблено метод візуального поданння вільних форм і аналітичних збурень для інтерактивного моделювання. Створено інтерактивний редактор сцен із можливістю збереження результату як у вигляді файлу сцени, так і у вигляді растрового зображення. Розширено набір примітивів для побудови сцен і досліджено властивості нових примітивів. При створенні редактора оптимізовано алгоритм растеризації. Для швидкого рендеринга 3D-моделей використовується метод, адаптований для графічних процесорів. Розглянута наукова задача може використовуватися для полегшення моделювання тривимірних поверхонь із різними типами деформацій, що може бути актуально для вирішення прикладних завдань.

Найбільш поширена модель для візуалізації тривимірних зображень - полігональне наближення. Поряд із рядом переваг, така модель має і свої недоліки. Моделюючи реальні об'єкти, будується наближена полігональна модель. Для підвищення якості зображення найчастіше необхідно збільшувати кількість полігонів. Збільшення кількості полігонів передбачає збільшення часу візуалізації та обсягу використовуваної пам'яті. Додаткові проблеми вносить зміна масштабу об'єкта, тому що не можна швидко та ефективно змінити кількість полігонів для моделі об'єкта. Від таких недоліків можна позбутися, застосовуючи аналітичне подання об'ємів і растеризація їх за допомогою алгоритмів трасування променів. Аналітичне завдання об'ємів не вимагає великого обсягу пам'яті. Проблема синтезу реалістичних зображень є актуальную для: різних тренажерів, віртуальних студій і тривимірних ігор. На даний момент вже існують роботи по візуалізації функціонально заданих поверхонь, але їх застосування обмежене досить вузьким класом поверхонь і повільною візуалізацією. Використовувані алгоритми складно оптимізувати, що також накладає обмеження на практичне застосування. Запропоновано використовувати особливий клас об'ємів, які називаються "вільні форми". Кожна вільна форма є базовою поверхнею та збуренням на цій поверхні. Базова поверхня та збурення задаються поліномами другого ступеня - квадрікою. Щоб досягти гладкості, функція збурення зводиться в третю ступінь. Мета роботи - розробка програми, яка за заданим аналітичним завданням із використанням квадріків зі збуреннями обчислює глибину кадру та нормалі до поверхні в кожному пікселі. Цей додаток має максимально можливо використовувати обчислювальні ресурси графічного акселератора (ГА). Вже були спроби створення алгоритмів візуалізації об'ємів, заданих аналітично, але більшість із них використовували тільки ЦПУ для обчислень, і час обробки було занадто великим для практичного застосування. Ці алгоритми не були призначені для паралельної обробки. На відміну від них, запропонований алгоритм використовує ГА для більшої частини обчислень. При цьому обчислення на ГА відбуваються паралельно, та метод ефективно використовує цю особливість. За рахунок паралельної обробки та відсутності необхідності пересилання великої кількості даних із загальної пам'яті в пам'ять ГА, збільшується швидкість візуалізації у порівнянні з варіантом, що використовують тільки ЦПУ. Тактова частота процесорів у ГА є меншою, ніж частота ЦПУ. Але для певного класу задач продуктивність із використанням ГА буде вищою за рахунок великої кількості процесорів.