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数据结构与算法可视化调试虚拟仿真实验系统设计 被引量:10
1
作者 连远锋 张鑫 +2 位作者 庄永琪 纪连恩 王智广 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第5期122-129,159,共9页
针对“数据结构与算法”课程存在理论抽象程度高、实践应用案例不足等问题,设计实现了数据结构与算法可视化调试虚拟仿真实验系统——DSAVDVR。该虚拟仿真实验系统将数据结构与算法知识点映射到巡检机器人油气站场巡检工程案例中,包括4... 针对“数据结构与算法”课程存在理论抽象程度高、实践应用案例不足等问题,设计实现了数据结构与算法可视化调试虚拟仿真实验系统——DSAVDVR。该虚拟仿真实验系统将数据结构与算法知识点映射到巡检机器人油气站场巡检工程案例中,包括4个模拟交互操作子任务:基础数据结构与算法、数据结构与油气巡检任务映射、巡检路径规划与评价和巡检目标检测与识别。每个子任务逐层递进且利用可视化调试技术将数据状态变化与算法逻辑进行关联,有利于培养学生的理论学习能力、问题求解能力和探索研究能力,为国内高校面向计算机行业培养实践创新型人才提供了一种新的实践教学模式。 展开更多
关键词 可视调试 数据结构与算法 虚拟仿真 路径规划 油气站场
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基于智能体的可交互数据结构和算法可视化实现
2
作者 庞瑞洋 陆雪松 《华东师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期32-42,共11页
数据结构与算法(Data Structure and Algorithm, DSA)作为计算机教育的核心课程,在培养学生的编程能力与算法思维方面起着关键作用.可视化在DSA教学中可以起到提高教学效率和加深学生理解的重要作用.然而,现有的DSA可视化工具大多依赖... 数据结构与算法(Data Structure and Algorithm, DSA)作为计算机教育的核心课程,在培养学生的编程能力与算法思维方面起着关键作用.可视化在DSA教学中可以起到提高教学效率和加深学生理解的重要作用.然而,现有的DSA可视化工具大多依赖人工编写可视化代码,存在覆盖范围有限、更新成本高和缺乏交互性等局限性,难以满足动态演示与个性化教学的需求.随着大型语言模型(Large Language Model, LLM)在代码生成方面的出色表现,基于LLM实现自动化的DSA可视化成为可能.为此,提出了一种基于ReAct(Reasoning and Acting)智能体的交互式可视化代码生成方法,旨在解决传统可视化工具自动化程度低、交互性不足的问题.该方法结合LLM的代码生成能力和DSV(Data Structure Visualization)平台的接口,能够将基于Python编写的DSA代码转换为可交互、可执行的动态可视化的代码,从而提升教学直观性和学习体验.为系统评估该方法的有效性,构建了包含150对DSA代码及其对应的DSV可视化代码的数据集,并对比了3种方法 (直接提示、思维链提示、ReAct智能体)在多种主流LLM上的表现.实验结果显示,所提出的基于ReAct智能体的方法在编译通过率(Compilation Rate,CR)、执行通过率(Execution Rate, ER)和可用率(Usability Rate, UR)这3项指标上均显著优于其他方法,尤其在DeepSeek-R1模型下表现最优,显著提升了生成可视化代码的准确性与可交互性,验证了结合LLM与智能体框架在DSA可视化教学中的可行性与优势,为构建高效、个性化、自动化的计算机编程教学工具提供了新路径. 展开更多
关键词 数据结构与算法可视化 大语言模型 智能体 代码生成
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程序调试中的数据结构演变可视化方法 被引量:1
3
作者 苏庆 陈建成 +2 位作者 顾国生 刘冬宁 黄剑锋 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期197-207,共11页
数据结构是程序执行时的重要信息载体,其演变过程往往较为复杂和抽象。针对程序设计初学者较难理解数据结构演变过程的问题,提出一种面向程序调试中的数据结构演变可视化方法。在调试开始时,首先使用组件表达式表示数据结构,然后通过配... 数据结构是程序执行时的重要信息载体,其演变过程往往较为复杂和抽象。针对程序设计初学者较难理解数据结构演变过程的问题,提出一种面向程序调试中的数据结构演变可视化方法。在调试开始时,首先使用组件表达式表示数据结构,然后通过配置表以及布局函数将组件表达式生成可视化视图。在进行单步调试后,通过对比单步调试前后的可视化数据方式生成组件演变行为,运用有限状态机理论构建数据结构演变模型,该模型的执行使得组件发生演变,同时生成可视化动作。使用动画单元执行可视化动作,实现数据结构演变的可视化呈现,帮助初学者理解数据结构相关程序的执行过程。实验结果表明,将该方法应用于1个数据结构演变可视化框架StructV,并应用于1个在线可视化编程实训云平台的研发,可有效降低初学者理解数据结构演变过程的难度,并提升编程实训时的程序调试效率。 展开更多
关键词 程序调试 数据结构可视 组件演变行为 有限状态机 数据结构演变模型
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高速永磁电机转子护套优化设计及其可视化算法
4
作者 涂之艺 陈亮亮 +1 位作者 靳晓光 伍家驹 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第1期100-108,共9页
以非导磁金属护套环向应力最小化为目标,护套与永磁体之间压力为正等9个条件为约束,以护套厚度及其与永磁体之间的过盈量为决策变量,采用多维可视化算法进行优化设计,探究永磁体护套厚度及其与永磁体之间过盈量的可行域,并选取出有工程... 以非导磁金属护套环向应力最小化为目标,护套与永磁体之间压力为正等9个条件为约束,以护套厚度及其与永磁体之间的过盈量为决策变量,采用多维可视化算法进行优化设计,探究永磁体护套厚度及其与永磁体之间过盈量的可行域,并选取出有工程价值的最优域。最后,借助有限元法检验设计方案的可行性。结果表明:多维可视化优化设计能够得到较为直观的护套厚度及其与永磁体之间过盈量的最优域,可为表贴式永磁电机转子护套的优化设计提供理论支持。 展开更多
关键词 高速永磁电机 转子应力 极坐标应力分析 多维可视算法 最优域
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数据结构可视化CAI系统的设计与实现 被引量:7
5
作者 杨晓波 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2008年第9期196-198,共3页
系统从学习者的角度考虑,为数据结构教学软件增加数据建模功能,运用面向对象思想和COM技术对数据结构算法进行动态交互式模拟跟踪,将抽象的数据结构和算法实现动态同步可视化。与其他数据结构CAI系统的不同之处在于它的数据建模功能、... 系统从学习者的角度考虑,为数据结构教学软件增加数据建模功能,运用面向对象思想和COM技术对数据结构算法进行动态交互式模拟跟踪,将抽象的数据结构和算法实现动态同步可视化。与其他数据结构CAI系统的不同之处在于它的数据建模功能、可视数据结构、友好灵活的交互性和面向多层次用户、多路径的特性。 展开更多
关键词 数据结构 面向对象 可视COM
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可视化软件在数据结构教学中的应用 被引量:2
6
作者 朱燕红 《远程教育杂志》 2006年第5期70-72,共3页
作者经过多年数据结构课程的教学实践,总结出一套较为适用的教学方法,其中演习教学法是突破该课程教学难点的行之有效的方法之一。在这一教学方法的实施过程中,多媒体技术的应用显得非常重要,而可视化教学软件是目前较好的技术支持。
关键词 数据结构 多媒体教学 可视教学软件 教学难点 教学方法 电视广播大学 演习教学 计算机专业
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舰船航行过程监控数据结构可视化方法研究
7
作者 白富强 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第22期37-39,共3页
由于受到航行环境及监控设备自身因素的影响,舰船航行监控数据易存在缺失、冗余等现象,降低了监控数据结构可视化效果,增加了舰船航行风险。为此,提出舰船航行过程监控数据结构可视化方法。为了保障监控数据的完整性,选取KNN算法填补缺... 由于受到航行环境及监控设备自身因素的影响,舰船航行监控数据易存在缺失、冗余等现象,降低了监控数据结构可视化效果,增加了舰船航行风险。为此,提出舰船航行过程监控数据结构可视化方法。为了保障监控数据的完整性,选取KNN算法填补缺失的监控数据,并确定监控数据结构,以此为基础,利用可视化语言Processing计算监控数据平行坐标,并绘制数据可视化平行坐标图。最后,依据平行坐标图中的折线交互关系,聚簇处理监控数据结构,从而实现舰船航行监控数据结构的可视化。实验结果显示:应用该方法后,可视化数据结构导入时间与显示清晰度均符合可视化标准,充分证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 舰船航行 监控数据 数据结构 可视 综合监控
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数据结构CAI中程序可视化的实现方法 被引量:5
8
作者 孟惠云 《深圳大学学报(理工版)》 EI CAS 1999年第1期83-89,共7页
程序的可视化是计算机研究的新领域.本文利用一种较新的分类法,抽象总结出将《数据结构》(严蔚敏等著,清华大学出版社,1992年)中的一般算法转换为可视化算法的转换方法,并利用这种方法实现了《数据结构》中许多动态模拟算法的可视... 程序的可视化是计算机研究的新领域.本文利用一种较新的分类法,抽象总结出将《数据结构》(严蔚敏等著,清华大学出版社,1992年)中的一般算法转换为可视化算法的转换方法,并利用这种方法实现了《数据结构》中许多动态模拟算法的可视化.该转换方法具有普遍的使用价值. 展开更多
关键词 程序可视 算法可视 数据结构 CAI
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基于复杂网络社区划分的网络拓扑结构可视化布局算法 被引量:25
9
作者 朱志良 林森 +1 位作者 崔坤 于海 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期1808-1815,共8页
许多真实的网络都可以用复杂网络的思想进行研究和解释,而社区结构是复杂网络的一个重要特征.为此,提出一种基于社区结构的网络布局算法.首先利用复杂网络社区发现算法对网络中的节点进行社区划分,并将一个社区抽象为一个节点,以社区间... 许多真实的网络都可以用复杂网络的思想进行研究和解释,而社区结构是复杂网络的一个重要特征.为此,提出一种基于社区结构的网络布局算法.首先利用复杂网络社区发现算法对网络中的节点进行社区划分,并将一个社区抽象为一个节点,以社区间的关联为边构建新的网络;在此基础上,运用物理类比方法确定社区中心点的位置,并根据社区的规模确定社区的区域范围;最后运用条件择优的方式填充社区内部节点以完成网络拓扑的布局.仿真实验结果证明,该算法与传统的可视化布局算法相比,具有计算量更少、收敛速度快、结构清晰的特点,更具有实际应用的价值. 展开更多
关键词 数据可视 复杂网络 社区发现 布局算法
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单链结构实时识别及可视化布局算法研究 被引量:8
10
作者 苏庆 汤毅豪 +2 位作者 曾永安 刘添添 郑力明 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第16期240-245,共6页
数据结构可视化技术是程序理解与调试的一种重要支撑。为解决其中一类应用广泛的数据结构--单链结构的可视化问题,提出一种实时识别与可视化布局算法。首先根据结点入度、主前驱指针和次前驱点集合等结点属性变化对单链结构特征变化的影... 数据结构可视化技术是程序理解与调试的一种重要支撑。为解决其中一类应用广泛的数据结构--单链结构的可视化问题,提出一种实时识别与可视化布局算法。首先根据结点入度、主前驱指针和次前驱点集合等结点属性变化对单链结构特征变化的影响,对程序执行过程中的单链结构进行实时识别;然后结合基于图标的静态可视化技术以及动画技术,建立面向单链结构的可视化动作集合及可视化布局方法,形成与程序执行过程步骤实时对应的单链结构可视化表达。最后将该算法应用于新一代集成开发环境AnyviewC的研发与实践中。 展开更多
关键词 程序设计可视 数据结构识别 可视布局 单链结构 AnyviewC
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适于社会网络结构分析与可视化的布局算法 被引量:19
11
作者 吴鹏 李思昆 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期2467-2475,共9页
力导引布局算法是社会网络信息可视化领域的主流布局算法,但却在结构分析显示方面存在缺陷.产生的图像经常是节点聚集在屏幕中央,难以分辨结构信息.因此,提出了子群分析布局SAL(subgroup analysis layout)算法来解决这一问题.该算法通... 力导引布局算法是社会网络信息可视化领域的主流布局算法,但却在结构分析显示方面存在缺陷.产生的图像经常是节点聚集在屏幕中央,难以分辨结构信息.因此,提出了子群分析布局SAL(subgroup analysis layout)算法来解决这一问题.该算法通过角色分析和关键属性分析,对社会网络中的子群进行划分与分析,然后根据子群分析结果对力导引布局算法加以改进,包括2D和3D可视化.以对恐怖组织信息进行分析作为实例,也验证了SAL算法在社会网络结构分析与显示方面具有一定的优越性. 展开更多
关键词 信息可视 社会网络 力导引布局算法 结构分析 子群分析
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二分类数据的分类结果可视化算法 被引量:3
12
作者 王晓红 王晓茹 李群湛 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期329-334,共6页
针对在某些应用领域对二分类数据分类结果可视化的需求,以及现有无监督可视化算法无法提供分类结果的相关信息的问题,提出了二分类数据分类结果可视化算法———支持向量可视化(SVV).该算法是在无监督的自组织神经网络(SOM)的可视化功... 针对在某些应用领域对二分类数据分类结果可视化的需求,以及现有无监督可视化算法无法提供分类结果的相关信息的问题,提出了二分类数据分类结果可视化算法———支持向量可视化(SVV).该算法是在无监督的自组织神经网络(SOM)的可视化功能的基础上,结合监督学习的支持向量机(SVM)的二分类算法,得到能够直观地显示高维数据、二分类数据分类边界以及数据与分类边界距离的二维映射图,提高了分类结果的可解释性.以SOM可视化算法以及Sammon算法为参照,用2组可分性不同的样本集进行仿真分析,验证了该算法的有效性和可行性. 展开更多
关键词 支持向量机 自组织神经网络 可视 算法 支持向量可视 二分类数据
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适用于地震数据可视化的体绘制模型与算法 被引量:3
13
作者 马仁安 杨静宇 王洪元 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2003年第22期226-228,共3页
论文根据勘探数据量大、内部信息细节不重要等特点,应用了变密度粒子模型,使得分析人员能对油气藏的位置和储量等进行分析,从而能准确地确定钻井的位置,减少了风险。对传统的光线投射算法作了改进,对光线和体素立方体进行了离散化处理,... 论文根据勘探数据量大、内部信息细节不重要等特点,应用了变密度粒子模型,使得分析人员能对油气藏的位置和储量等进行分析,从而能准确地确定钻井的位置,减少了风险。对传统的光线投射算法作了改进,对光线和体素立方体进行了离散化处理,以层为单位遍历数据场,大大地减少了绘制时间,节约了内存空间。 展开更多
关键词 数据可视 光线投射算法 三维扫描转换 变密度粒子模型
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虚拟社群结构特征可视化呈现的社会网络布局算法研究 被引量:1
14
作者 邱飞岳 杨斌 王永固 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2012年第7期60-62,136,共4页
近年来,随着虚拟社区的发展,社会网络可视化软件逐渐走向普通社区成员的面前。然而现今社会网络可视化领域所采用的布局算法普遍与社会网络分析法相脱离,无法呈现社群结构特征。因此,提出凝聚子群布局算法与核心位置布局算法,它们分别... 近年来,随着虚拟社区的发展,社会网络可视化软件逐渐走向普通社区成员的面前。然而现今社会网络可视化领域所采用的布局算法普遍与社会网络分析法相脱离,无法呈现社群结构特征。因此,提出凝聚子群布局算法与核心位置布局算法,它们分别以凝聚子群分析结果和成员整体中心度为布局依据,呈现社群子群和成员位置两种社群结构特征,并且依据实际数据给出布局效果。 展开更多
关键词 社会网络可视 布局算法 社群结构
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番茄早疫病高光谱图像早期判别及可视化研究
15
作者 鲍浩 黄莉 +1 位作者 张艳 庞浩 《生物化学与生物物理进展》 北大核心 2025年第2期513-524,共12页
目的 番茄是世界范围内产量高、种植面积广的经济作物之一,具有较高的经济效益。番茄早疫病感染速度快、传播范围广、破坏性强,导致番茄减产减收带来严重的经济损失。番茄早疫病早期病状的判别可以为病害的科学防治提供参考,实现病害区... 目的 番茄是世界范围内产量高、种植面积广的经济作物之一,具有较高的经济效益。番茄早疫病感染速度快、传播范围广、破坏性强,导致番茄减产减收带来严重的经济损失。番茄早疫病早期病状的判别可以为病害的科学防治提供参考,实现病害区域的可视化定位,精准指导病害防治。本文使用高光谱图像结合机器学习算法建立了番茄早疫病早期病状的判别模型,实现了番茄早疫病早期判别和病害区域的可视化定位。方法 针对高光谱图像的噪声干扰,利用鲁棒主成分分析(RPCA)实现高光谱图像的去噪处理;为了避免主观选择感兴趣区域造成信息表征不足的问题,使用最大类间方差法(OTSU)算法从背景中有效提取了番茄叶片,并以整个番茄叶片的平均光谱作为研究对象,结合多元散射校正(MSC)算法以及标准化建立了光谱预处理的综合方法;针对预处理后的光谱,为了提高模型的判别能力,建立了基于特征波长和线性核函数SVM的番茄早疫病早期判别模型。结果 较全光谱波长建模在测试集上的准确率提高8.33%;对SVM模型的参数进行优化,当参数C=1.64时,训练集和测试集上准确率分别达到了91.67%和94.44%,较参数优化前的模型在训练集上的准确率提高了1.19%,而测试集准确率保持不变,有效缓解了模型欠拟合问题。结论 本文建立了番茄早疫病高光谱图像早期判别模型并实现了早期病状的可视化定位,基于特征波长和线性核函数SVM的判别模型可以有效判别番茄早疫病病害的早期病状;利用患病概率的形式对番茄早疫病早期病状进行可视化定位,可视化分析更直观地发现早期病害并采取防治措施。本研究为植物病害早期病状的判别和可视化研究提供了参考,对作物病害的监测识别和科学防治具有重要意义。 展开更多
关键词 高光谱成像 机器学习 遗传算法 番茄早疫病 早期病状 可视
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高维数据的可视化和快速聚类算法 被引量:3
16
作者 杨莉 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2006年第11期132-133,138,共3页
本文通过介绍一种用于高维数据的可视化方法,引入了可用于快速聚类的一种距离算法,该方法不仅具有鲁棒性而且有较低的计算复杂性O(n1),最后我们将该方法用于金融数据立方体的聚类算法,主要用于挖掘庄家行为模式并作为是否存在操纵行为... 本文通过介绍一种用于高维数据的可视化方法,引入了可用于快速聚类的一种距离算法,该方法不仅具有鲁棒性而且有较低的计算复杂性O(n1),最后我们将该方法用于金融数据立方体的聚类算法,主要用于挖掘庄家行为模式并作为是否存在操纵行为的依据。 展开更多
关键词 数据可视 聚类算法 数据挖掘
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基于干耦合超声波法的原木缺陷检测及可视化系统研发应用
17
作者 欧阳静宇 付代鹏 +5 位作者 王军 朱昊 张荣卓 杨小军 王正 李迎超 《林产工业》 北大核心 2025年第4期79-86,共8页
为提升木材内部品质检测与评价系统的研发工作,提高木材的综合利用率,利用超声波干耦合剂法,研发了一套原木内部缺陷检测及可视化系统,并通过原木试件试验实现了对原木内部缺陷的检测及可视化分析。结果表明:该系统检测原木试件内部缺... 为提升木材内部品质检测与评价系统的研发工作,提高木材的综合利用率,利用超声波干耦合剂法,研发了一套原木内部缺陷检测及可视化系统,并通过原木试件试验实现了对原木内部缺陷的检测及可视化分析。结果表明:该系统检测原木试件内部缺陷的准确性、可靠性和实用性研究工作得到有效验证。此外,该系统通过插值算法可使检测图像的边缘更加圆滑,并利用边缘检测算法可精确检测与反映原木内部缺陷的位置等信息。研究结果对于满足市场对木材资源日益增长的需求,提高木材无损检测仪器的自动化水平具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 超声波法 原木缺陷检测 可视系统 干耦合 B扫描脉冲透射法 双线性图像插值算法 边缘检测算法
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大规模实测数据的快速三维可视化算法
18
作者 汤晓安 陈敏 +2 位作者 刘桂清 赵新华 耿振伟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第z1期375-380,共2页
关键词 三维可视 深度值 参考帧 算法
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用脚印算法实现三维煤田地震数据场可视化
19
作者 李中奇 刘雪梅 +1 位作者 李育芳 翟纪英 《煤炭工程》 北大核心 2005年第8期86-87,共2页
论文分析了传统的脚印算法在三维地震数据.场可视化中的局限性.分析了三维地震数据场的特点.提出了一个新的脚印算法.实验证明:在不影响图形显示质量的前提下。图形重构的速度高了二分之一以上.本算法适合在微机上实现.可以用于... 论文分析了传统的脚印算法在三维地震数据.场可视化中的局限性.分析了三维地震数据场的特点.提出了一个新的脚印算法.实验证明:在不影响图形显示质量的前提下。图形重构的速度高了二分之一以上.本算法适合在微机上实现.可以用于三维煤田地震数据在野外的基于微机的实时处理。 展开更多
关键词 脚印算法 三维煤田地震数据 可视
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利用有序数据结构实现Shear-Warp加速算法
20
作者 汤敏 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2008年第5期1213-1214,1217,共3页
提出一种有序数据结构,在不影响算法效果的前提下,改进并加速Shear-Warp算法的运行速度。将体数据每个层片编码成以体素值为序的有序数组,依据不透明度函数确定不透明体素所对应的体素值范围。通过对有序数组的截取,快速定位不透明体素... 提出一种有序数据结构,在不影响算法效果的前提下,改进并加速Shear-Warp算法的运行速度。将体数据每个层片编码成以体素值为序的有序数组,依据不透明度函数确定不透明体素所对应的体素值范围。通过对有序数组的截取,快速定位不透明体素,跳过所有的透明体素,提高绘制速度。在普通配置计算机上验证该算法,绘制过程一般在数秒内即可完成。该算法思路明晰、操作便捷,在不影响图像质量的前提下显著提高绘制速度,满足实时性的要求。 展开更多
关键词 SHEAR-WARP算法 数据结构 体绘制 科学计算可视 医学图像
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