医疗可视化方案范文

时间:2024-04-24 17:30:58

导语:如何才能写好一篇医疗可视化方案,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

医疗可视化方案

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流量可控

云计算、大数据、虚拟化、移动化的兴起,对于数据中心架构尤其是网络的管理、分析和安全产生了重大影响。用户对于网络效率、安全性和可靠性的追求永无止境,而传统的网络管理和监控方式则有些捉襟见肘。Gigamon的网络流量可视化解决方案采用带外方式,可以在不影响网络本身性能和可靠性的情况下,对流量进行监控。

网络流量的提取、分类、优先级划分等并不容易。传统的流量监控和分析往往要通过大规模添加新的工具和系统,或者变更以太网交换机的用途,或借助镜像端口复制流量,以及通过网络分路器分拆流量等方式实现。上述方式通常只借助一台交换机或一个分路器的有限过滤功能实现,功能和可视化都受到了限制,而且扩展和管理难度大,成本高。

能不能通过一种可靠的一体化的设计方式,冲破传统方式在性能、成本和管理方面的局限性,实现对网络流量的有效监控与管理呢?正是基于这种考虑,Gigamon推出了流量可视化矩阵(Traffic Visibility Fabric),它采用创新的架构,可以全方位实现流量的可视化与控制,提升扩展性和吞吐能力,同时增强网络的可靠性,提高网络效率并简化部署和使用。

统一可视化

在网络由简单的、静态的逐渐向复杂的、动态化的方向发展时,Gigamon流量可视化矩阵的优势就显现出来了,它为网络架构的设计师、管理员提供了全面的流量可视性,在不影响生产网络的性能和稳定性的情况下,可以对通过物理网和虚拟网的流量进行监控。许多大型企业、数据中心和服务供应商都采用了Gigamon流量可视化矩阵。

在可视化矩阵的基础上,Gigamon又进一步提出了统一可视化结构的理念,它可以提供跨平台的流量可视化功能,让用户原有的监测工具,可以监测和分析来自物理网络、虚拟网络或软件定义网络的流量,从而提升网络流量监控的智能化程度。统一可视化结构的好处显而易见:具有智能化的全面可视性,可以对远程站点提供实时、深入的监控;实现集中监控,为多种工具和IT部门提供可视性,从而简化运作;减少远程站点的维护人员和监测工具,节省成本。

精确分发与智能过滤

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专业AV的角色早已不再限于为绚丽的显示锦上添花,已然走向了普通百姓的生活应用,医疗行业就是专业AV的最大垂直市场之一。在医疗资源匮乏,医患关系紧张的状况下,更多现代化的医疗机构都在想办法尽可能整合最新的显示、控制、传输技术,让医疗信息的传递更为便捷、提升医疗服务质量。数字化的专业AV解决方案让医务工作者实现了在任何地方,使用不同的设备与其他医护人员或患者进行通信交流,让数字化诊断、智能医疗、家庭医疗、移动医疗这些全新的概念为人们的生活带来更多便捷、更好的服务。

医院信息告示、远程医疗、3D手术、录播示教这些数字化AV的应用模式在医疗行业也受到了用户的认可。远程医疗的应用上,许多城市的医院都开始采用这个手段,如山东联通的“智慧医疗”;上海的医疗联合体覆盖到了新疆喀什;大连大学附属中山医院的远程医疗系统分享给了上海居民;浙江绍兴的县中心医院成立了医疗联合体远程会诊。三网融合后,结合便携智能终端,远程医疗AV设备将与IT网和手机网作更深一步的融合。患者只要手持一台能上网的智能手机,例如苹果的iPhone,便可在医院或在家中与在诊所上班的医生进行远程医疗。

AV技术在医疗领域的渗透无处不在,安装在医院的视频墙不仅为病人提供了舒适的图像观看享受,也带来了娱乐互动功能,智能便捷的触摸控制、医疗信息共享等功能都大幅提高了医院的服务水平,对提高医院未来竞争力会产生极大的影响。

数字化医疗正在上演着一场盛宴,全球远程护理及远程医疗市场从2011年的132亿美元的规模,增长到2018年的325亿美元。思科、索尼、松下、惠普、IBM等国际巨头都在这方面大力投入。巴可公司早在2008年就推出了3D医疗可视化医疗解决方案,满足医生任何时间地点即时存取3D医疗影像的需求,上海金桥也推出了包含一体化手术室、示教室、院行政会议室、医疗学术报告厅等在内的综合3D医疗可视化解决方案。

录播、显示、投影、信号处理……数字化医疗应用下催生的AV产品需求前景可观。

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关键词:可视化;数字平台;智慧医院;虚拟现实;物联网

1 概述

近几年随着科技的发展,各种创新技术应用层出不穷,工业4.0、互联网、虚拟现实、物联网及视联网等如雨后春笋般涌出,并实现成熟的行业应用。

在这样的信息智能化大发展的背景下,智慧医院的智能化设计显的尤为重要。从医院的战略布局出发,需要“高瞻远瞩”具有一定前瞻性,最终实现区别与传统医院的信息化、智能化。

2 智慧医院可视化数字平台介绍

智慧医院可视化数字平台作为医院流媒体服务的核心平台,采用三网融合技术架构,满足高清视频信号源大规模并发、处理、交换服务的要求,同时为安全防范系统、有线电视、视频会议、ICU探视系统、手术示教系统、信息系统和远程会诊系统提供的业务管理与视频调度,实现各系统间的互通互联,并可与医院的其他系统,如HIS、排队叫号系统和护理呼叫系统等对接实现更多功能。

智慧医院可视化数字平台采用流媒体传输技术,编码后的视频数据通过网络进行传输、存储及分配,视频质量可以达到高清标准。系统平台的所有终端均为双向终端;根据权限设定,终端间可实现共享资源,相互提供服务,可进行点对点或点对多点互动服务。

3 可视化数字平台在智慧医院的应用

3.1 可视化数字平台与病房有线电视系统联动说明

平台与病房可触控屏幕联动实现的功能:(1)支持视频通信:基于可视化底制教ǖ挠邢叩缡又斩丝墒迪值愣缘愫偷愣远嗟愕氖悠低ㄐ殴δ埽可实现覆盖病房的远程会诊、病房视频探视、视频呼叫等功能。(2)支持信息:传统信息系统只可实现针对医院的公共区域的信息和宣教,而基于可视化数字平台的终端可以医院公共区域和私有区域的全覆盖,如:可以在有线电视终端上实现消息提醒和用药提醒;可以在视频会议终端上实现会议信息和临时通知等。(3)支持与护理呼叫系统对接:实现与护理呼叫系统对接实现病房可视化的呼叫,支持移动的视频呼叫和处理。(4)支持与HIS系统对接:与HIS、排队叫号系统对接实现用药信息查询、住院消费记录查询等数据查询功能。(5)支持与其他数据类系统对接:实现与点餐系统对接,满足在病房中点餐的需要。

3.2 可视化数字平台与护士站医护巡检系统联动功能说明

护士站屏幕可以实现的功能:(1)视频巡房:在护士站可以与病房中的终端建立视频通信,实现视频查房功能。(2)视频探视:针对有一定传染性疾病的病人当家属来医院进行探视时,可通过护士在的视频终端与病房中的有线电视终端建立视频通信,实现远程的视频探视功能,有效的杜绝交叉感染。(3)可视化护理呼叫:护士站的视频终端可主动向病房中的有线电视终端发起呼叫,建立视频通信;同时当病人通过呼叫器呼叫护士或医生时,护士站视频终端、应答机和移动终端可同时响应,接通后其他设备自动恢复正常状态。(4)远程会诊:视频也支持基于PC和智能终端的软件客户端,可满足在医生办公室的PC上(或条件允许的放置的有线电视终端上)实现远程会诊业务。(5)手术示教功能:可实现在办公室收看、指导手术功能或点播收看以往手术录播的音视频材料,以提高自己的医技水平。

3.3 可视化数字平台与视频会议系统联动说明

与传统视频会议系统的区别:传统视频会议产品解决方案仅提供单一功能,无法满足医院全视频业务的需要,面对医院手术示教、有线电视等多种视频系统都是单一系统、单一功能,无法真正互通互联和资源共享;而基于可视化数字平台的视频会议功能同时可具备手术示教、远程会诊、有线电视等多种功能,实现了真正的互通互联和资源共享,同时还支持与医院数据系统实现深度集成融合,满足医院可在OA系统中或远程会诊管理系统中直接预约视频会议资源和实时调度控制。

支持多种终端入会:支持电视入会、支持监控入会、支持手机入会和支持电脑入会。通过视频的建设可实现覆盖全院的视频会议功能,领导办公室、医生办公室、会议室、示教室和病房中均可实现任意终端间的高清视频会议,极大的提高了医院内部协作沟通的效率。

支持终端自主发起会议:基于可视化数字平台的视频会议系统中终端可以根据权限自主发起会议,而不需要MCU和会议管理系统协助,简化了视频会议召开流程和方式。

支持跨级多组会议并发的灵活调度:基于可视化数字平台的视频会议系统可实现跨级的多组会议并发时的灵活调度,而不受当前召开会议的影响。

3.4 可视化数字平台与安全防范系统联动说明

多功能优势:视频会议的资源不仅仅可以应用于安防方面,还可以应用于应急指挥、多方会商等功能,实现传统安全防范系统只能提供单向视频业务的不足。

平台应用优势:基于可视化数字平台的平台化多功能性可以在其他系统的终端上可以实现安全防范系统信号的查看。如:具有权限的用户可以在有线电视终端上实现安全防范系统信号的查看,例如:医院领导办公室、护士站和手术控制室等。

结构性安全优势:视频的结构性安全,满足100%的通讯保密性和中央媒体信息资源储存库的安全性。全面杜绝病毒、木马、黑客攻击、匿名访问、恶意篡改、盗播、插播、IP网络故障等隐患。

4 结束语

智慧医院采用可视化数字平台可以在最大程度上接入医院内所有视频源,采用“高清视频数据池”技术进行大数据计算和高带宽的传输。尽可能做到医院内所有视频信号的接入、共享、不同视频码流的云存储和跨VLAN的调用。

参考文献

[1]赵云达,邵庆东.医疗信息化的“三网融合”实践[J].有线电视技术,2011(11).

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Part 1:从地球模拟器说起

“NEC地球模拟器”自问世以来就引起许多人的关注。几年前,由NEC为日本海洋科学技术中心打造的这台地球模拟器大型机以强大的运算能力连续两年占据着Top500超级计算机排行榜的榜首。虽然在今天看来,地球模拟器35.61 TFlops*的浮点运算能力也不过与几十块NVIDIA Geforce GTX 280显卡的运算能力相当,但在当时已经是非常厉害了。因为在2002年排名第二的IBM ASCI White-Pacific超级计算机也不过只有7 TFlops的浮点运算能力。1G=1024M、 1M=1024K , 这里的TFLOPS就是每秒运算能力为1兆=10的9次方,1TFLOPS等于1万亿次浮点指令。

和蓝色基因、RoadRunner这样拗口的超级计算机名字相比,地球模拟器不仅易懂,还富有强烈的科幻色彩。一部超级计算机,真的能模拟地球的一切运作吗?事实上地球模拟器所能做的,只是帮助人们模拟全球变暖问题,并且预测地球总体气候变化趋势而已,距离模拟整个地球的各个子环境运行仍然有着遥不可及的距离。但即便如此,把地球模拟器在1秒钟内完成的计算任务,交给一个人使用计算器来完成,却需要花上3000万年。毫无疑问,模拟天气变化仍然是当今庞大惊人的计算之一,我们每天看的天气预报背后实际上就是无数超级计算机连续运转的结果。

可是虽然当今最快的超级计算机IBM Roadrunner运算能力也已经达到1.026P Flops(千万亿次),但在Top500超级计算机排行榜中,仍然有大量超级计算机的运算能力,被天气变化和环境预测程序所消耗殆尽。可以预见,气候与环境的预测分析仍然是超级计算机们大显身手的领域。究竟气象与环境预测为什么需要如此惊人的计算能力?我们在多久的未来才能获得完全准确的天气预报甚至是地震警报?接下来请随我们一探究竟。

Part 2:气象模拟与预测:精确度与计算能力的较量

1.计算机在天气预报中起到的作用

天气预报自诞生以来就成了我们生活中不可或缺的重要元素。我们每天都会根据天气预报确定着装、是否带雨具等生活问题。如你所知,当今的天气预报仍然无法做到十分准确,无论是降雨还是气温都难以预报到百发百中。然而如今的天气预报,其实已经包含了无数科技上的巨大进步。

在过去我们只能使用天气图配合过去天气记录来进行预报。整个天气预报以天气图为主,配合卫星云图、雷达图等,用天气学的原理来分析和研究天气的变化规律,并通过概率统计总结出天气变化的统计规律来进行预报。而随着计算机科学的快速发展,当今的天气预报,除了运用上述手段外还引入了数值预报方法,即利用大型、快速的电子计算机求解描述大气运动的动力学方程组来制作天气预报。在这三种方法融合的情况下,天气预报的准确率已经大大提升。对于计算机来说,天气预报实际上是海量的方程求解,由于整个计算涉及大量方程组和变量,只要有细微的参数发生变化,整个结果就会完全不同。和其它科学计算相比,天气预测计算还有极强的时效性――面对瞬息万变的气候,也许大量参数在运行过程中就需要进行修正,天气预报更是在4~12小时内就会重新一次,这就意味着计算机必须在时限之内完成计算任务。

如果我们将获得的所有天气参数都交由计算机运算,那即便是Roadrunner也需要几天时间。为了解决时效性与精细度、精确度之间的矛盾,人们又构建了许多天气预报模型。当今我国使用的天气预报计算模型主要有国家气象中心中期数值预报业务谱模型(T106L19)、有限区域模式(HLAFS)、MM5模型以及WRF(Weather Research and Forecasting)模型等。其中T106L19和HLAFS模型一般只能用作中期(48~96小时)天气预报,而MM5模型则由美国宾夕法尼亚州立大学和美国气象研究所联合开发,适用于更精细尺度的短期天气预报。作为新一代的天气预测计算模型, WRF有着更准确的结果和区域性,但其计算量同样基于所有类型之首。在当今计算能力的限制下,我们一般只采用中尺度计算“颗粒”*(20~200km),而对于MM5和WRF来说精细度其实完全可以做到1km。

*注释:中尺度计算“颗粒”就是距离在20~200km之间的天气预报模型。颗粒是计算尺度/精度,20~200km之间为一个颗粒。

2.计算机可视化对气象预报的分析

那天气预报是如何在电脑上进行的?至此我们需要粗略了解一下什么是可视化计算。你可千万别以为我们当今玩的3D游戏、进行一些3D模型渲染就被称作可视化计算。事实上科学计算可视化(Visualization inScientific Computing)是发达国家在80年代后期提出并发展起来的一个新的研究领域。所谓可视化计算,是将科学计算过程中产生的数据及计算结果转换为图形或图像在屏幕上显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。随着技术的发展,科学计算可视化的含义已经大大扩展,它不仅包括科学计算数据的可视化,而且包括工程计算数据的可视化:如有限元分析的结果等;同时也包括测量数据的可视化:如用于医疗领域的计算机断层扫描(CT)数据及核磁共振(MRI)数据的可视化等等。

气象预报的准确性依赖于对大量数据的计算和对计算结果的分析。一方面,科学计算可视化可将大量的数据转换为图像,在屏幕上显示出某一时刻的等压面、等温面、位涡、云层的位置及运动、暴雨区的位置及其强度、风力的大小及方向等,使预报人员能对未来的天气作出准确的分析和预测。

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关键词 无线网络;静脉输液;监控系统

中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)21-0026-02

1 课题背景与技术现状

目前,静脉输液具有多种监控系统,由液位监控方式来说主要分为:光电式、电极式、电容式与机械式。由通信方式分类:无线通信、总线与单机模式。随着网络信息技术不断发展,输液监控器呈单机网络化模式发展,总线模式虽具有网络化功能,然而系统化管理、控制不够完善,临床应用时需进行重新不限,较大依赖环境。随着网络无线技术发展,输液控制系统呈无线网络智能化发展,输液监控器能够实现上位机的软件管理,可使输液监控系统为医疗工作提供更好的服务。

2 系统需求与系统构建

2.1 系统需求分析

该系统利用监测从站的各项单元输液参数,利用无线网络通信主站,主站对各项参数进行监控管理,实现数据管理,满足动态显示、报警与提醒的要求。系统需求如表1。

表1 系统需求

需求项目 需求说明

目地 对输液过程进行全程监控

输入(设定) 从站和主站键盘

输出 从站LCD显示屏,主站显示器

系统组成 从站微处理器,无线适配器,计算机管理软件

系统功能 从站微处理器将有关的输液信息发送至主站;总线适配器对主从站提供通信支持;计算机管理软件对各输液单元进行监控分析。

性能 对输液信息和体征信息即时更新

成本 尽量低廉

功耗 尽量低能耗

2.2 系统构建方案

按照系统需求,该系统构建包含上位PC机、输液监控仪、无线网络通信设备等三个主体,上位PC机作为主站,同输液监控仪实现远距离传输,一般大于80 m的传输距离,输液监控仪监测输液滴速。当输液即将完成时,输液监控仪进行报警,阻断输液软管后,使输液停止。

2.3 系统总体构建方案

该系统主要由软件、硬件构成,按照需求分析,该系统输液监控仪以星型拓扑形式连接上位监控机。PC机、无线适配器在模型中央位置,输液监控仪则在系统,通过输液监控仪、上位机,实现数据的多点传输。如图1所示。

2.4 硬件设计方案

该系统主要由液滴监控模块、数据传输模块、滴速显示屏、电路、MUC、输液阻断控制器构成系统硬件,主要负责电源供电设计、电路调试和设计及电子器件选型。如图2所示。

图2 输液监控器硬件组成图

2.5 软件设计方案

该系统主要分为可视化程序与嵌入式程序的功能编写,嵌入式程度保证输液监控器各功能模块的驱动,确保各模块根据设计实时采集与传输信息。具体如图3所示。

3 输液控制器开发

3.1 MSC-51单片机

该单片机的寻址空间较大,有16条地址线,外部数据与程序存储器可到64kb的寻址范围,可访问I/O口,2~13MHz的工作频率。同时,该单片机选择模块化结构,能够增删一个指令兼容、模块引脚,是一种系列化的新产品。

3.2 输液控制器的单元构建与电路设计

针对输液控制器来说,其单元模块主要有报警电路、计数器、红外线传感器、显示器、信号放大器、电源等,输液控制器属于完全性独立的中断,可实现监测、报警。①电源:选择MSC-51单片机当作系统的主控MCU,2.8 V~6 V的工作电压;②传感器:该系统选择红外线传感器,其液滴计数法无法比拟液面监测、侧重、电极法等放,但其电路实用、简单,可实现无损检测,抵抗可见光性能强,具有较好的稳定性,且价格便宜,对医疗监护起着十分重要的作用;③近红外光电检测对管,其结构原理类似于普通二极管,差异在于半导体材料,使用砷化镓、砷铝化镓,选择褐色、全透明树脂进行封装;④液滴检测技术:利用红外线光对管计算药液滴数,设置时间阀值,每隔两滴即可计算时间阀值;⑤液滴信号采集:根据一定规律,将被测物理量转化为适于记录、传输的电量信号;⑥信号放大电路:以放大讯号电压、电流、功率电路,透过电源获得能量,控制输出讯号与输入讯号相配合;⑦液滴计数数码显示单元:设计滴速的显示单元,使输液患者可清晰读取实时滴速信息;⑧声光报警单元及输液阻断装置设计:主要包含声光报警的输液完成判定,输液完成时,声光报警模块发出报警声音的声光报警设计,控制输液阻断、及时阻止输液的输液阻断设计,利用直流电机LG9110芯片实现直流电机的控制与驱动。

图3 输液监控器的嵌入式程序流程图

4 通信电路的设计

4.1 硬件电路设计

①无线接收模块设计。硬件电路由芯片nrF2401与中单片机实现接口连接构成,接收端、发送端几乎相同连接,具有通用性特点,达到半双工通信;②无线接收器设计。系统中的无线接收器,主要通过接收输液监控器的滴速信息,实时传输至上位PC机,选择RS232接口实现与上位机连接。

4.2 多点识别通信协议

多点通信系统主要有星型、环型两种,环型系统主要传输较远距离、不要求实时性的场合,星型系统主要在近距离条件下应用,且适用于实时性要求高、数据量较大的场合,本文所选择的系统就是星型系统。

5 静脉输液监控管理系统的开发

5.1 软件开发环境

本文系统主要采用测控领域软件开发系统,核心是ANSIC,利用C++实现可视化编程,简易化编程,强化系统功能,采用C语言平台进行数据采集。同时,它建立了集成化的开发平台,使用交互式编程,丰富的库函数、空间使C语言功能明显增强,控件可直接拖至窗体使用。为熟悉C语言人员,建立了一个数据采集、检测、自动测量、过程监控的系统与环境。

5.2 软件设计

①软件界面设计。主动PC机在上位机进行软件设计,上位机处于Windows系统环境下编写可视化窗口程序,可实现输液界面显示,为用户提供直观、简便、易于操作的显示界面;②软件功能设计。通过用户显示界面,可显示当前从机输液状况,主要包含输液速度、医院与患者编号、开始输液按钮、停止输液按钮、通信参数复选框与开始输液时间等;③通信接口模块设计。串口作为系统资源的基础部分,应用程序需利用串口实现通信,使用前提出资源申请到操作系统,通信完成后关闭串口,将资源释放,为串口设备提供一个输出缓冲区、输入缓冲区,应用程序操作输出、输入缓冲区,系统后台可自动完成数据进入串口。

6 结束语

现代网络技术的发展,为临床医疗提供了科学、安全的输液监控器材,本文主要分析了基于无线网络的静脉输液监控系统,它是一种以红外线光传感器为基础,利用无损输液监测技术,实现输液监控系统的智能化、网络化,且由于该系统操作简便、价格便宜,其应用前景是十分广阔的。

参考文献

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本世纪医学上的重大成果之一就是计算机断层摄像技术CT(ComputerizedTomograph),这一计算机在医学领域的应用成果,使医学射线学发生了革命性的变化。清晰的人体结构图像和详尽的病理信息为临床医学的诊疗和医学科学的研究提供了直观可靠的手段。自从CT问世以来,计算机科学与生物医学工程相结合,形成了计算机医学图像研究的新领域,并为生命科学的研究提供了新的方法。由于该领域的研究直接造福于人类健康,极大的推动了医学的发展,成为近年来世界科技界最活跃、最富有生机和成就的领域之一。三维医学图像的研究是根据从某种成像设备上采集的截片集合(astackofsectionalslices),经计算机合成后而形成的三维体视图像数据,通过对该体数据的计算机可视化处理,可方便地显示出人体组织内在的物理属性和空间关系。由于三维医学图像含有丰富的信息和逼真的视觉效果,可直接应用于诊断放射学(diagnosticradiology)、矫形学(orthopaedics)、放射肿瘤学(radiationoncology)、心脏病学(cardiology)和外科上。对计算机辅助治疗方案的制定,利用三维系统可以进行预演手术,可以使治疗安全可靠;利用三维系统进行肿瘤检测,提供全方位方式观察更细小的部位,提高早期病变的查出率。三维医学可视化分析平台是西北大学可视化研究所在微机上实现的一套软件系统,和已有的医疗器械相结合,可成为新型的智能医疗器械。其研制目的是根据CT机或核磁共振机所形成的影像数据,利用目前计算机图像处理、图形学研究的新技术、新成就,在计算机上对医学图像数据进行各种处理,以达到一般成像设备所不能完成的许多功能,使其功能更强,信息更丰富,操作更方便。

2项目研制概况

本项目是自1995年11月开始研制的,目前已完成了微机上的“三维医学可视化分析平台”,包括CT机和MRI图像数据分析浏览器、医学图像的器官分割(Seg-mentaion)、三维医学图像的建模和彩色分层绘制等子系统。所有功能模块集成在3个应用程序中:•CT机和MRI图像数据分析浏览器IMAVIEW可直接对来自CT机或MRI的成像数据解码、显示、处理和分析。其功能包括预处理模块,直方图调整、卷积滤波、图像修正、断层插值等处理及生成正则数据场。•医学图像的器官分割可对医学图像数据进行按不同的属性(灰度、色彩、纹理等)给出交互式手工分割或基于数学形态学的半自动分割,以获得体数据的不同层次结构。图像分割模块包括图像分割、设定属性、数学形态的操作(腐蚀,膨胀)等处理。•三维医学图像的建模和彩色分层绘制该技术可实现对二维和三维图形的绘制、轴切面显示、三维空间切面显示。体绘制模块包括XYZ剖面浏览、任意角度剖面浏览、比例调整、包围盒、静态Rendering、视点运动、动态Rendering,实现了着色、光照、明暗处理、隐面消除等高级图像处理功能。系统设计采用面向对象的分析与设计方法,用Vi-sualC++5.0,充分利用了MFC多文档多视结构。所有数据及其操作用类进行有效封装。在交互式界面方面,采用复杂的单文档多视结构,图形三维空间定位采用OpenGL技术,显示清晰直观。这些系统的数据来自于第四军医大学西京医院的工作实体采集。本系统为医院的教学作为不用开刀的实例解剖系统,也在临床的手术上成为与国外进口软件可相比较的一个辅助系统。

3系统特点

比较国际国内所进行的研制工作,该项目具有如下特点:(1)医学体数据可视化交互式处理的集成环境,在统一的界面下完成对体数据的各项处理和各种操作。(2)多分层色彩的三维动态效果和透视效果。(3)对截片图像数据的三维重构。(4)三维数据体上的任意角度视窗变化观察。(5)医学对象的真实化显示方法。(6)数据输出的标准化,其系统输出结果对Open-GL/3DS等流行的图形系统兼容。(7)良好的性能价格比。国外的可视化软件一般都在高档图形工作站上开发,本系统是基于微机系统的三维可视化软件,在系统的设计中,充分利用了微机硬软件的各方面结合而形成较快的运算速度、逼真的显示图像,而系统价格仅是国外工作站系统的1/10。

4系统应用分析

做为计算机图像处理在医学上应用的成功范例,CT为放射医学带来了革命性的变化。然而,随着计算机技术的发展,CT机的技术也有一个发展和更新问题。我国CT机技术主要依赖进口,但目前是低水平的重复进口,导致CT机功能落后。

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此次的两款新品采用了索尼最新的1920*1200高分辨率无机液晶板结合无机棱镜光学技术(BrightEra with Long Lasting Optics),实现了高品质图像性能。VPL-F700HL和VPL-F400H分别实现了7000流明和4300流明的高亮度,具有高分辨率画中画、医疗标准模拟伽玛以及环保节能菜单等功能,是政府单位和企业的视频会议室,医疗培训室,学校教室与报告厅、企业大中型会议室、酒店餐厅和商务会议厅、展馆或商业展示厅、以及各种指挥与监控室等场所的理想显示设备。

两款工程机新品之后,索尼举办了高清工程投影机展示会,将多种应用方案呈现在行业用户眼前。展示会场里,索尼利用其最新推出的WUXGA工程投影机展示了四种高清应用方案,包括三机融合超高清大屏幕方案、画中画应用方案、小型高清影院方案以及球型显示方案。

三机融合超高清大屏幕方案

三机融合超高清大屏幕演示是整个会场中最吸引眼球的应用方案,3台索尼VPL-F700HL做边缘融合,达到5200*1080的高分辨率,在7.2m*1.5m的大屏幕投射出瑰丽画面,可接入六路信号源同时显示。此方案可广泛应用于水利、电力、石油、通信及气象、军队等领域的会议指挥、会商系统。

画中画应用方案

两台索尼高清视频会议系统终端PCS-XG55与两台索尼高清投影机VPL-F400HL连接, 不仅实现了两端视频会议的互通,而且其中一台F400HL打开画中画功能,可以同时显示会议影像与计算机上的内容,加上投影机本身的高分辨率,画面显示非常清晰,为日常工作带来新的使用便利,提高视频会议的沟通效率。

低成本小型高清影院方案

索尼工程投影机新品采用了最新的WUXGA高分辨率无机液晶板,且亮度分别达到7000流明和4300流明,因此既可用于大中型会议室/教室,也适用于对画质要求极高的小型放映厅,配合索尼蓝光碟机与音响系统可组成一套低成本的小型高清影院。

球型显示方案

篇8

而在复杂重特大公共安全的应对中,事故往往表现出高度破坏性、衍生性、快速扩散性和不研究性等特征,每一次重特大公共安全事故的发生对于决策者而言,很可能都是类型全新、特征全新、危害全新的灾难,如何快速且有效应对这类重特大公共安全事故是该文的研究重点。 

1 城市公共安全管理应急决策指挥系统 

1.1 城市公共安全管理 

城市公共安全管理是及多部门、多行业与一体的复杂体系,事故处理过程中通常汇集了公安、交通、安监、环保、卫生、气象等多个部门,以及消防抢险、疏散搜救、环境监测、医疗救护、工程抢修等多支救援队伍。总而言之,城市公共安全管理主要指:公共安全部门对城市公众活动和社会运行实施影响、控制、协调,以实现公共安全目标的过程[3]。 

城市公共安全管理以城市公共安全类事件的应急角色为主要研究对象,其中公共安全类事件大多是在人们毫无准备的情况下发生,尤其是重特大安全事故往往使应急救援人员不知所措,很可能導致错误决策或者错过最佳应对时间。因此,如何采取应急决策,对于决策者能够在应对各种灾害和安全事件突发时,及时采取有效措施降低事件的严重程度、减小损失有一定的决定性作用。 

文中建立了如图1所示的应急决策过程,该决策表现为一个动态过程,是指在突发事件突然发生时,应急决策主体在有限的时间、资源和人力等约束的压力下,搜集、处理灾难事故现场的信息,通过全局性考量而明确问题与目标,依据决策经验和计算机辅助决策支持系统等,分析评价各种预案并选择适用的方案,组织实施应急方案,跟踪检验并不断调整方案直至行动更趋于合理化并且事件得到控制为止的一个动态决策过程。

    1.2 基于事件复杂特征的应急决策指挥系统 

基于事件复杂特征的应急决策和指挥系统,是采用定性研究辅以定量研究的方式,对重大安全突发事件的复杂系统特征进行系统研究,继而综合应用复杂系统、优化理论、系统建模、层次分析、模糊评价、案例分析等理论和方法,借助地理信息系统(GIS)技术、数字视频技术、三维技术,提供包括电子地图、多维报表、三维影像、视频图像等不同层面的图形化展现形式,为应急指挥人员提供决策依据。 

其中,地理信息系统[2-3](GIS)是一种空间信息系统,其功能是对各种空间的复杂结构进行处理、表示和分析。其具有强大的空间处理能力和分析能力以及数据唯一空间的分析功能和决策[4],GIS在城市公共安全管理中起到重要作用。但是,现阶段GIS主要基于2维平面来处理现实中遇到的问题,在动态性和可见性并没有达到要求。应急技术支撑平台综合应用系统是复杂的应急管理与决策支持系统,将应急信息进行可视化表达,并借助真实的地理三维场景、遥感影像、DEM等数据手段,再现事故现场周边环境情况,对应急决策是至关重要的。因此,基于事件复杂特性采用了可视化救援地理信息系统(V-RGIS)辅助决策者做出更优、更准确的决策。 

除了原始的地理信息之外,V-RGIS还包括了多个信息层的结合,其中主要包括以下几个方面。 

(1)空间信息平台:包括与公共安全事件相关的具有空间信息的矢量数据和专题图件栅格数据,以及遥感动态系统采集的具有空间信息的遥感影像数据、属性数据和多媒体数据等。 

(2)公共数据接口层:整个系统各个子系统实现继承的关键和基础。它以灵活的方式与数据库管理系统连接,通过连接管理数据,并能为下一层提供基本的数据组织形式。 

(3)专业应用分析层:此层在不考虑应用的基础上,抽象出一些地理信息系统的基本、通用的功能,为下一层提供的功能模块、缓冲区分析、网络分析、DEM分析、涂层叠置分析、行动标绘、方案预演等应用。 

2 基于事件特征和V-RGIS的应急决策指挥平台设计 

2.1 系统总体设计 

应急指挥决策系统涉及领域广,技术层次深,系统的构架也是比较复杂[5],其平台功能结构如图2所示。文中基于上节分析,在决策平台结构基础上主要围绕可视化救援地理信息系统中的空间信息平台、公共数据接口层、专业应用分析层之间的关系,建立基于事件特征的城市公共安全管理应急指挥平台系统框架,如图3所示。该系统涉及主要技术包括V-RGIS技术、应急决策的推理技术和开放式规则引擎技术[6]。 

2.2 可视化应急救援地理信息(V-RGIS)技术 

采用多层次的方式建立如图5所示的数字地图,实现基于地理位置的“静态”和“动态”信息结合:(1)以电子地图的方式真实模拟城市及其周边地区的地貌、设施、道路、桥梁等信息;(2)以数据连接的方式把不直观的报表数据直观地在地图上表现出来;(3)利用GPS定位对重点的人员、车辆、物资的实施运送情况和路线进行了解。 

基于GIS建立的可视化物理环境模型,可以实现各种可能的物理破坏情形的模拟,如危机发生时,某条道路被水淹没等可能情况下如何产生有效的冗余计划;还可以分析各相关部门协作的能力评估,如协助分析消防站、救助站如何分布才能实现最佳应急救助的反应能力和效率。在演习或实际灾害发生前后的灾前准备、灾中应对、灾后重建等应急管理过程中能藉由GIS提供充分的地理环境资讯:(1)在危机发生前可藉由此系统,了解与应急管理相关的各种信息,包括政府机构、重要设施、道路建设、管网建设、及周边可利用资源等各种城市信息;(2)危机发生时,可以根据所模拟或实际发生的情况,在第一时间提供即时的资讯,如灾害的位置、飓风路径、道路淹水情况、事件的蔓延范围、需要调用的资源位置等;(3)提供中央、地区、及地方政府正确的应急预案资讯,帮助其做出正确的处理方式。 

2.3 应急决策的推理技术与实现方法 

在充满变化、极具风险、难以预测的公共安全事故发生初始,根据实时事态信息,应急决策者需要解决的问题是如何从案例库中迅速检索并提取相似度最高的案例做决策提示与对策参考;如何根据源案例进行事件推理以获取目标问题解;如何基于地理信息技术、物联网技术、以及风险分析预警技术实现应急指挥平台的智能感知。 

根据无线传感网络的特点,网络节点对采集的对象收集数据时会存在很多信息的冗余或者错误,如果对这些情况不进行处理再进行传输的话,那么会加快节点能量的消耗,从而缩短网络寿命[6-7]。因此该系统增加如图6所示的基于BP神经网络结构的数据进行数据融合,其中融合算法采用LEACH算法。 

2.4 开放式规则引擎技术 

可视化应急救援地理信息(V-RGIS)技术为应急决策提供了可靠的辅助信息,而如何将这些数据和资源提取出来并作为辅助决策的参考,并运用到决策演练当中,需要一套完备的业务规则管理系统(BRMS),其中开放式规则引擎[8]是BRMS的核心部分,是代替规则嵌入到程序代码中的部分,是链接应用程序与业务规则的桥梁。主要分为接口层、适配层、核心、数据层、规则管理层,各层之间的关系如图4所示。规则引擎核心得到BOM之后,将该对象(LUA中的Table)传入运行的上下文环境,然后对规则进行逐條运算,最终得到运算结果的输出BOM,中间可能也得经过适配层并访问数据库填充数据成为DTO并返回给应用程序。 

该系统使用LUA脚本与C++混合使用的方法实现规则外置。使用这种方法,在执行代码中,嵌入对规则判断及处理的LUA脚本的调用,在LUA脚本中调用执行代码中的部分代码。举例来说,对于行动规则,主要是依赖应急力量的类型、行动点值(与行动时间相关)、以及地图、地形、路况等数据来进行综合判断。那么规则就可以写成如下形式(伪代码): 

Function condition_move(Object A)

    { 

If (A.type = 0) then //地面力量 

Mapgrid=GetCurrentMapGrid(A 

Barrier=GetCurrentBarrier(Mapgrid) 

A.MoveHP=A.MoveHP–Mapgrid.value– Barrier.value 

Else if (A.type == 1) then // 空中力量 

… 

Else if (A.type == 2) then // 水面力量 

… 

Endif 

在每個时间片的执行代码中,只需按照一定的筛选方法,筛选出在当前时刻所发生的事件,并调用LUA脚本中对应的事件处理函数即可。 

3 结语 

通过引入应急救援地理信息技术、计算机技术、物联网技术等,实现机构联动、资源联动、信息联动,进一步增强应急管理的综合减灾和早期预警能力。通过采用开放式规则引擎技术和基于BP神经网络结构的LEACH算法的数据融合提高城市管理资源的整合利用效率,加强城市管理的统一指挥、统一调度、统一协调力度,实现常态管理与应急处置的有机结合,提高及时发现、快速处置城市管理突发事件的能力,能够确保城市运行安全、有序运转,减少灾害的再度发生。 

参考文献 

[1] 谭庆琏.提高综合减灾能力,保障城市公共安全[J].土木工程学报,2005,38(5):105-106. 

[2] 刘影,施式亮.城市公共安全管理综合体系研究[J].自然灾害学报,2010,19(6):158-162. 

[3] 赵秀玲.城市化公共安全管理[J].南阳师范学院学报:社会科学版,2005,4(5):44-46. 

[4] 吕志慧.地理信息三维可视化系统应用研究[D].郑州:郑州大学,2002. 

[5] 翁凯.基于GIS及专家系统的应急指挥平台在旅游行业的研究及应用[J].科技向导,2015(18):304-305. 

[6] Xiang M,Shi W R,Jiang C J,Zhang Y.Energyefficient clustering algorithm for maximizing life time of wireless sensor networks[J].AEU-International Journal of Electronic & Communication,2010,64(4):289-298. 

篇9

[关键词]企业 竞争情报 作战室 要素

[分类号]G350

1 作战室的应用领域

从历史的观点看,作战室被看作是用于存放最新情报报告的情报分析中心(intelligence operation),这些情报使得军队或军队单元的高级军官能在充分享有信息的基础上做出指挥决策,或与上级或联盟各方互通讯息。随着政治活动别是竞选的日益激烈,作战室的概念被广泛用于政治领域。克林顿政府1993年执政之后,为推行“金融自由化”,商务部为此专门建立了“作战室”(war room)――“为自由市场而战的指挥中心”(the command center for free markets)。作战室的应用领域以时间为纵轴不断拓展,推广到商业、医疗、法律领域。“作战室”的应用见表1。

由此可见,“作战室”这一术语的应用领域相当广泛,涉及到军事、商业、卫生、科技、法律等各行各业,服务于不同的战略目标。

2 企业作战室的类型

在商业领域,不少国际知名的企业按照各自的需求建立了不同类型的“作战室”,见表2。

这些不同类型的作战室有其特定的目标与功能,为企业竞争情报作战室的要素设计提供了原型。

3 企业竞争情报作战室的要素设计

企业竞争情报作战室应用于竞争对手分析、竞争环境监测等领域,以实现竞争优势为目标。竞争情报作战室的概念可以从过程、场所、技术、工具四个维度来理解。竞争情报作战室是采用规范专业的流程进行情报信息的收集、传播、分析、处理的过程。竞争情报作战室是一套提高技能、优化思维的场所,突破了传统方法的固步自封、僵化狭隘的局限,有助于孕育一种开拓、灵活、创新、进取的思维观念。竞争情报作战室是一种制定情报规划,实施战略部署的技术。竞争情报作战室是一种为赢得竞争优势、实现竞争情报价值而设计的工具。企业竞争情报作战室的基本要素为逻辑链、信息流、决策链、价值链,如图1所示:

信息流能起到沟通和交流作用,由竞争环境聚焦型信息流、竞争对手监控型信息流、竞争能力说明型信息流三种类型的信息流组合而成。逻辑链模拟了作战室团队成员的思维过程,可以采用六顶思考帽子的方法优化作战室团队成员的思维模式。信息流和逻辑链是决策链形成和建立的基础,信息流为决策判断提供了原始素材,逻辑链为决策判断提供了思路。作战室的决策链主要体现在战略规划和战略实施两个环节。建构信息流、逻辑链、决策链的最终目标是为了创造竞争情报的价值,以收益/损失分析为基础的,以价值图、价值记分卡为展现形式的价值链模拟了价值的生成和创造过程,勾勒出竞争情报作战室中所有活动的价值实现的关键环节。

3.1信息流

企业竞争情报作战室中的信息流分为竞争环境聚焦型信息流、竞争对手监控型信息流、竞争能力说明型信息流三种类型,辅助实现情报模拟展示、情报分析预测等主要功能,如图2所示:

要形成竞争环境聚焦型信息流,首先要进行识别环境,详细了解政治、经济、文化、社会、技术、法律各个方面的信息。将复杂动态的环境分解建立环境的综合指标体系,有利于定量地、综合地概括环境的特点,竞争环境的指标体系是各种变量的集合体,但最终目的是要聚焦关键环境要素,并在此基础上确定关键变量。

竞争对手监控型信息流由竞争对手的市场份额、业务组成、行业地位、薄弱环节等方面的信息组成。竞争能力说明型信息流可以按照战略管理之父――H.Igor Ansoff博士提出组织竞争能力的8个关键因素入手进行归纳。根据Ansoff模型中的市场交易、创新、管理、文化、结构、决策系统、战略规划、战略能力的八个维度,来说明组织的突出优势和显著劣势,并制定组织竞争能力的调查报告。

模拟展示和分析预测是对作战室中信息进行提炼加工的过程。模拟展示主要采用的是可视化技术。具体而言将事件、参与者、时间、地点等要素分解为不同类别的情报片断,借助多维可视化工具(如泡沫塑料板或磁性板、显示屏或类似的显示设备)从多个角度、多侧面来查看数据,展示情报片断之间的内在关联性,将存在强关联的情报片断合并,再利用可视化的工具展示情报的体系结构。

分析预测是作战室进行战略决策的基础。首先要衡量组织与当前环境的匹配程度,找出组织中不适应环境的因素。然后要分析对手与组织关系,其重点是要采用历史趋势分析法对竞争对手历史状况进行总结,归纳竞争对手目前的行动措施,分析竞争对手的战略行动,以减少对竞争对手行动的反应时间。最后要预测未来态势,未来态势预测可以通过长期跟踪某一个变量的变化趋势(如产品销售、经济驱动力、政府行动、竞争对手、市场价格变化等等)来实现,这样连续性反复地描述未来发展变化的趋势,有利于最大程度地接近真实状况。

3.2逻辑链

企业竞争情报作战室是一个优化思维模式和完善知识结构的平台。人类思维的特点是连续的、网状的,能把似乎毫无关联的信息,组合成一组相关联合的情景。逻辑链反映了这个思维优化的过程。六顶帽子的思考方式是爱得华・得・波偌博士开发的目前最流行、最有效的思维技能之一。六顶思考帽子(白色、红色、黑色、黄色、绿色、蓝色)代表着六种不同的方式的思考。作战室的成员可以采用六顶思考帽子对思维模式进行分解,得到每种颜色的逻辑链,并以此模拟和展示思考判断的过程,如见图3所示:

・白色思考帽主导下的白色逻辑链。白色代表透明。戴上白色思考帽子,作战室的团队成员只专一地考虑和信息有关的东西,如在目前组织已经得到什么样的情报,还需要哪方面的信息?作战室的团队成员依据白色逻辑链一心一意的收集信息,扩大信息资源的占有量,使信息越来越透明,可以得到一个包罗万象的信息全景的视图。

・红色思考帽主导下的红色逻辑链。红色暗示着愤怒、狂暴与情感。红帽子思考帽子许可作战室的团队成员考虑感情、直觉、预感和情绪之类的因素。如竞争对手的高层领导具有怎样的性格特征,这些性格会导致怎样的管理风格?通过红色逻辑链可以得到人性化的视图。

・黑色思考帽主导下的黑色逻辑链。黑色暗示着危险、阻力。它是个带有逻辑性的负号,正因如此它是思考中最有用的部分,如果没有黑帽子,思考便会完全不真实。让我们想想还有哪些危机?哪些事可能出错?作战室的团队成员利用黑色逻辑链着重收集组织最薄弱环节的情报,着重考虑组织面临的危机、困难、

故障、弱点和问题所在。

・黄色思考帽主导下的黄色逻辑链。黄色思考帽子代表乐观,它寻求利益、价值观和可能性。作战室的团队成员戴上黄色帽子刻意去追寻价值和利益。为什么这个值得做?利益是什么?如果我们投入此项新产品,会将市场份额提升几个百分点?作战室的团队成员利用黄色逻辑链重点考虑与组织利益密切相关的信息。

・绿色思考帽主导下的绿色逻辑链。绿色思考帽子代表创意与创造性的想法。它为周详的创造构思提供了时间和空间,戴上绿色帽子作战室团队成员随时都会产生思想火花以方便创造。有什么不同的想法?新的想法、建议和假设是什么?作战室的团队成员利用绿色逻辑链着重收集技术革新、实用新型等方面的情报,关注如何使组织孕育出新的主意和开辟其他新途径。

・蓝色思考帽主导下的蓝色逻辑链。蓝色思考帽子代表思维过程的控制与组织,并尽力寻求最佳的思考途径。戴上蓝色思考帽子作战室的团队成员要求总结论述,逻辑清晰的思考。作战室的团队成员利用蓝色逻辑链提供规划项目和控制业务流程等情报,得到条理清楚、逻辑严密的信息。

借助于彩色逻辑链可以以可视化的形式展示思维的过程,能改变过去被习惯所支配的思考行为,形成创造型的思维方式,最终提高作战室团队人员的交流能力、分析能力、战略思考能力等方面知识和技能。

3.3决策链

决策链是作战室的执行机制。决策链的形成过程是利用竞争情报信息制定战略规划的过程(见图4)。

整合战略变量是战略制定的基础。整合战略变量之前要从竞争对手分析、竞争环境检测、自身核心竞争能力分析的结果中提取变量为战略决策的制定提供依据。在执行战略制定的过程中,首先要形成战略目标。在不同的时间范围内,连续地做出关于战略决策制定的最可能的描述,阐述各种战略选择的可能,研制战略规划方案。战略规划的关键步骤是要对研制的战略方案进行战略模拟,尝试创造“最有可能的”带有可能结果的场景。战略决策模拟试图遵循每一个影响战略决策的关键指标并且将它与不同的场景下这一指标每一级别上最有可能的行动联系起来。在战略模拟的过程中如果具有越多的关于战略决策的模型,未来的可预测性越高,模拟就越准确。反之也成立,模拟的准确性随着环境变化的不确定性的增长而降低。战略决策模拟的目标是尽可能地与现实状态接近。因此,能根据模拟结果评估战略实施方案的效益,分析战略实施方案存在的问题。如果效果不理想,则对战略决策方案做出修改,进_步优化战略实施计划。竞争情报作战室是一种支持积极战略实施参与的机制。一旦决定了战略实施行动的过程,作战室被用作分配责任、义务、设备的场所,选择最适合的战略行动过程,执行战略实施计划。

3.4价值链

价值链的研究表明,竞争优势主要源自竞争者价值链之间的差异。企业竞争情报作战室是一项能够创造巨大经济效益的场所。因此,必须寻找出情报价值链的形成过程,这些价值链是企业产生利润的主要来源。其流程如图5所示:

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一、基准测试:真实世界中的比较

基准测试可以评估类似产品的相对性能、成本和质量。

对于普通显卡消费者和主流商业市场来说,基准测试主要针对基础上的帧速率。而专业图形显卡产品的基准测试,主要测量用于展示真实应用程序,如工程设计、数字内容创作(DCC)或生命科学的图形性能。

非营利性的标准性能评估公司(SPEC)为专业图形显卡技术的测试,建立了一套标准化的工具和方法。他们的目标是做出公正和明确的评价,以帮助供应商和客户做出明智的决定。换句话说,基准测试为用户提供了一个比较专业的图形显卡解决方案的参考框架。通过这种方式,客户可以选择其所需独特应用方面表现最好的工具。

1.SPECviewperf

为了测试图形子系统在OpenGL上的性能,SPEC系统设计了一个基准测试工具,被称之为SPECviewperf。通过收集应用程序――由独立软件供应商(ISV)提供“viewsets”形式的数据集,SPECviewperf测试和验证系统的渲染性能。每个viewset代表着数据集和渲染参数在真实世界应用程序中的使用。

以下是构成SPECviewperf的viewsets软件:3dsMax、CATIA、EnSight、Maya、Pro/ENGINEER、SolidWorks、Teamcenter VisualizationMockup以及NX。

用于基准测试的SPECviewperf结果,可以对专业图形显卡产品的性能进行比较。同时,SPECviewperf可以显示某个应用程序执行一个给定的配置结果如何。

2.SPECapc基准

为了进一步评估专业图形系统的性能,SPEC也开发了一个名为Application PerformanceCharacterization(SPECapc)的基准测试套件。与SPECviewperf基准测试工具一样,SPECapc基准也是测试基于实际软件应用程序的性能的。但SPECviewperf测试的是显卡的图形子系统,而SPECapc测试的是系统的整体,包括图形、I/O和CPU。

以下是目前正在使用的SPECapc基准的软件:SPECapcfor 3dsMax、SPECapc forMaya、SPECapc for Pro/ENGINEERWildfire、SPECapc for SolidEdge、SPECapc for SolidWorks以及SPECapc forNX。

SPECapc是不断更新的测试方案,它并不能适用于每一个应用场景。在某些情况下,独立软件开发商(ISV)可以使用自己的基准测试工具。

3.ISVs:“认证的性能”

专业的应用程序对电脑系统的要求极其苛刻,尤其是对图形子系统的要求。这就是为什么AMD与独立软件供应商(ISV)密切合作,以确保应用程序高效运行。独立软件开发商发现性能瓶颈,并提出优化更新的图形显卡驱动程序方案,同时他们使用SPECviewperf和SPECapc的基准测试,以确保每一次升级都能提供了最大限度的性能。

ISVs认证表明他们的应用程序运行在指定的图形显卡上能够有效运行,这个过程根据被测试的程序的种类而有所不同。例如机械CAD方案,供应商执行一个包含了几千个独立测试的脚本用以检查程序的命令。自动执行脚本的设计可测试该软件的所有功能,尽可能多地模拟各种可能情况下的功能,测试处理速度,并将图形显卡一并放入测试。自动测试可能需要至少1~2个小时。

要进行进一步的手动测试,软件工程师可认证图形显卡的驱动程序级别,在一段很长的时间内测试系统的耐久性,执行多个并行的任务,在测试时进行软件商认为重要的任何特异惩罚性运算。

每个ISV认证以不同的方式处理它的测试过程,设置其自身要求的兼容性。这使得不同工作站的评估测试不同于独立第三方的评估分析(如硬件性能指数排名)。相反,ISV认证的是应用程序本身功能的可靠性,而性能基准测试只是测试显卡的性能。基本上,如果想得到认证,就需要ISV能够运行其应用程序,并通过各项完整的功能。

4.跨越优化:AMD与自动应用程序检测及优化

为支持范围广泛的专业应用软件,图形适配器软件的驱动程序必须包括所有的优化路径。过去,用户设置他们的图形显卡驱动程序与运行的应用程序,通过手动选择合适的优化路径。但是,这意味着每当用户切换到另一个应用程序(或重新启动)时,最优化不得不进行重新设置。

AMD的ATI FirePro驱动程序:从8.263版本开始,推出了一项称之为自动应用程序检测和配置(AADC)的新功能。此功能可让显卡驱动程序自动检测正在运行的应用程序和配置的显卡驱动程序的设置,从而实时优化应用程序。当用户在应用程序之间切换时,正确的优化设置能够进行积极调整――这个过程是完全自动的,无需用户干预的。

AADC支持的应用程序,如图1所示。

二、专业图形显卡的工作

因为专业图形显卡的应用程序是如此的不同、要求是如此的苛刻,因此AMD开发的是非常具体的针对不同最终用户和细分市场的专业图形显卡产品。

下面,我们将概述各主要市场。它们推动了创新,并推动AMD创造了当今最先进的3D专业图形显卡工具。你会看到每个阶段对专业图形显卡的需求,以及AMD的及时响应表现出的重要性。

1.CAD及CAE:建立在可靠数据的基础上

建筑师和工程师使用专业图形显卡系统进行绘制、渲染、模拟及测试他们的设计。计算机辅助设计工具(CAD)用于其他建筑文件的起草和制造,计算机辅助工程软件(CAE)进行协助。工程师需要模拟和测试所有事情,如建筑的材料、自然风电和外部照明影响等。

CAE,可以用来模拟在特定结构和环境条件下,可能会影响桥梁或楼梯强度情景。程序可以确认选择的材料(如钢材、木材或混凝土)。在项目破土动工后,工程师也可以优化他们的设计。

CAD,设计人员可以构建一个互动的、3D实时模型。所有预计在办公场所或公寓里发生的情景都能像情感一样被即时地反应。

在这两种情况下,最大的渲染速度和绝对的写实主义可以将一个成功的设计提升到新的水平,或有助于防止灾难性的结构失效。毋庸质疑,测试设计和结构可以让建筑师和工程师极大地提高生产力,或通过减少分析时间来加速产品上市速度。

CAD/CAE应用实例如下:Siemens DLM NX/I-deas、PTCPro/ENGINEER、DassaultSystèmesCATIA、DassaultSystèmesSolidWorks、Autodesk Inventor以及AutodeskAutoCAD。

2.DCC:奇迹发生的地方(图2)

数字内容创作(DCC)包括图像编辑和动画制作。在这个行业,它传送最热烈、最现实的影像,以另一种方式给观众以惊叹的视觉印象或一个难忘的经验。

创造移动的图像,需要动画制作者在显示器上显示一个图像,然后迅速取而代之的是一个略有不同的新的图像:可以是3D动画和图形。逼真的模型是建立在虚拟的骨骼之上,通过移动“骨骼”,其四肢、眼睛、嘴巴和衣服按参数做出相应的移动,或通过改变关键帧来显现动画。图形系统计算和呈现这些关键帧之间在视觉感观上的差异,让画面出现运动的状态。

在实现特殊效果时,动画制作者往往依赖帧锁定功能和同步锁定功能。这两种技术,都能做到计算机生成的图像与广播电视或其他视频输入同步化。

不管怎么说,当谈论到数字内容的创作时,处理图形子系统的需求将都是巨大的。这些应用程序需要拥有强大的帧缓冲器和大量的内存带宽的图形显卡,以处理大量的模型、场景、纹理和数据集。

3.科学可视化:真正的答案,虚拟的图片

科学计算的可视化。在该领域,被专家/学者们称之为复杂的计算机图形,通常是大规模的创建3D图像数据集。这些图像从流体动力学模拟详细的核磁共振成像(MRI)扫描(图3)。

在自然科学中,可视化工具可用于分子渲染,这有助于科学家判断药物潜在的效益和预测药物分子之间的相互作用。

地理学家和生态学家可以使用详细的地形渲染程序,寻找规律特点、关系,并发现地球表面随着时间变化形成的推移和异常。有了这些数据,他们可以研究山体的水含量、自然侵蚀等现象。

这些模拟可以在计算机上运行几天。计算机能在几分钟内以网路为基础,在一个集群内程序,将您要求的任何东西展现出来。您所要期望的,是拥有一片强大的图形显卡,以进行大量帧缓冲和高内存带宽,使这些庞大的数据集富有意义。

4.医学影像学:看到数据有助于我们找到病根

专业图形设计能够提供给医疗专家他们所需要的信息(定量数据),以帮助他们做出准确的诊断(定性的结果)。

在医院放射科团队,可能创建出数十个图像的人体研究和临床用途,一个专业的图形系统可以把这些图像产生三维模型。通过使用三维可视化的工具来检查这个模型,医生能够诊断和治疗任意数目的个别患者的病状。这种电子的解剖结构图片集,之所以现在能够提供给医生,部分要归功于硬件和软件的发展:数据渲染具有关键的准确性和详细信息。医学影像学最重要的方面之一,是10-bit输出的发展,它可以重现超过1亿种颜色。通常情况下,放射科医师做出的是灰度而不是彩色的图像。各别的方式需要高清位的彩色输出,如X光检查。因为难以诊断,所以精确的、高清位的彩色输出比灰度输出,能提供更多的证明信息。

医疗软件和硬件的主要供应商包括通用电气、飞利浦、西门子、爱克发公司和东芝公司。

5.石油和天然气:地震事件

寻找石油的石油地质学家试图寻找地球地下的碳氢化合物。证实碳氢化合物存在的最安全、最有效的方法是打出勘探井,因此,打井效率成为了所有节省时间和成本的关键。我们的目标是要找到最好的工具,以讯速地帮助找到那些烃。

输入地震记录的数据,诠释呈现图像的地下地质结构的应用程序,包括:Schlumbergerapplications、Paradigmapplications以及LandmarkGeoProbe。

石油和天然气勘探公司运行这些应用程序,如使用AMD FirePro专业图形显示卡,可以帮助加快成像以避免猜测的工作量,如图4所示。

6.财务:这些图像代表好多的钱

主要金融机构、投资银行、产权交易以及投资管理需要一次性地管理巨量的交易,这通常意味着需要多台显示器,意味着应用程序必须在其窗口提交大量的表格、图表和图形,并要求一目了然。

庞大的金融机构在图形处理系统上能做出明智的选择,他们对影响成本的因素(如耗电)极度敏感。无论台式电脑、笔记本电脑或显示器配置的运行都离不开电力。他们需找到设计以适应那些装置的高效率的图形显示卡。这就是为什么AMD FirePro多视角的产品提供低功耗、低配置型号产品的原因。它们被设计为用户提供双核和四屏显示功能的各种设备――在这个过程中,能节约电力能源。

三、AMD FirePro专业图形显卡的解决方案

这里简要介绍基于普通3D图形的专业图形显卡解决方案的概念和应用,然后将其3D图像的质量和性能发挥到前所未有的水平。