中科院三维建模引擎算法库CASGEO

科技   2024-10-02 00:09   广东  

中国科学院数学与系统科学研究院研究员,中国数学会计算机数学专委会副主任,中国工业与应用数学学会几何设计与计算专委会副主任。国家重点研发计划青年科学家项目首席,主持国家优秀青年基金。曾获中国工业与应用数学学会应用数学青年科技奖(2020)、全国几何设计与计算青年学者奖(2017)、获中科院数学院陈景润未来之星(2018)和首届海外优秀青年人才(2011)称号。研究方向为计算几何、CAD、符号计算等。

贾晓红,中国科学院数学与系统科学研究院研究员,中国数学会计算机数学专委会副主任、中国工业与应用数学学会几何设计与计算专委会副主任、全国计算机图形学与混合现实研讨会(GAMES)执委会常务委员、 多次担任国际国内重要学术会议的大会主席、程序委员会主席等。同时担任数学机械化重点实验室党支部书记,担任数学院冯康CAX青年突击队的副队长,与团队投入我国工业软件“卡脖子”领域CAX内核的突破。     

  她致力于计算几何基础前沿理论及工业软件重点领域计算机辅助设计(CAD)。在奇点计算、曲面求交、拓扑判定等多项前沿问题上做出突破性工作,解决了计算几何领域的重要公开问题,受到来自国际数学联盟副主席等国内外数学与工程领域著名学者的高度评价,得到超过十五个前沿学科的引用和应用,获得CSIAM青年科技奖、全国几何设计与计算青年奖及国家优青项目。作为国家重点研发计划青年科学家项目首席,她承担了科技部在自主几何内核的攻关项目,将其前沿成果用于自主开发的几何内核库并在上市CAD企业完成落地应用,在中期验收中获得专家组“项目攻克了CAD领域一个长期的国际公开问题——有理曲面的奇点快速准确计算,建议项目检查等级为“超额完成”的一致评定。     

代表性工作:

1. 建立了曲线曲面的µ基与奇点结构的多个内蕴联系,解决了计算代数与计算几何交叉领域在有理曲面奇点的快速稳定计算的公开问题,并由此突破了CAD三个基础问题:曲面求交、曲面网格化、曲面渲染在奇点邻域的计算稳定性瓶颈。

2. 针对CAD系统稳定性的核心掣肘问题曲面求交,建立了基于拓扑判定和先进隐式化方法的曲面求交理论和算法,受到量子计算、晶体学、计算物理、机器人、计算机视觉、计算粒子力学、建筑学、机械工程、材料工程、自动化、水利、粉末工艺等超过十五个前沿学科的引用,自主开发的几何内核求交库CASGEO完成在企业落地应用。

3. 将李代数等符号代数理论与神经网络与机器学习模型相结合,从理论角度解释了旋转等几何变换在神经网络中的作用过程,在人脸识别、几何基元检测、CAD水密模型自动生成等智能CAD与图形图象处理的多个应用任务中取得了突破。

几何内核是CAX软件的核心几何算法库,自主可控的几何内核对我国工业软件以及航空、航天、船舶等应用领域具有重要意义。

在过去二十余载历程中,软件中心成员围绕自适应有限元方法、网格自动生成、多尺度多物理场计算、第一性原理计算、大规模线性系统求解、并行计算、形状优化、几何约束求解、曲线曲面隐式化、保拓扑曲面求交、高精逆向工程、智能路径规划等积累了丰富的与CAD、CAE、CAM工业软件密切相关的算法及理论成果,并形成了一批以PHG、CASGEO、FASP 为代表的数学软件。这些国际领先的成果在天威保变、十沣科技、蓝天数控等单位完成落地应用。基础软件中心将致力于研究国际领先的一体化数学方法和先进计算内核,携手工业界,为国产CAX 工业软件铸就数学基石。

贾晓红研究员在报告中首先介绍了曲面求交在CAD内核中的角色和重要性,总结了曲面求交问题在拓扑正确计算、精度与效率平衡中面临的挑战。接着回顾了历史上公开发表的曲面求交文献提供的各种经典算法,深度分析了各种算法各自的优点和局限,介绍了近年来曲面求交的前沿进展,展示了其团队自主研发的几何内核算法库CASGEO的曲面求交、布尔运算、几何约束求解等模块。

贾晓红研究员于2000-2004在中国科大进行本科及博士研究生学习,2004-2009年师从陈发来教授攻读博士。她系统性回顾了陈发来教授等人自1995年起在利用动曲线动曲面理论进行隐式化的历程,并介绍了2008年陈发来教授、王文平教授等人关于平面有理曲面奇点计算的猜想,以及贾晓红研究员本人与陈发来教授之后在曲线曲面奇点计算方面合作的系列成果。

最后,针对近期华为公开发布的样条曲面自交判定挑战性难题,贾晓红研究员介绍了她与陈发来教授在该问题上提出的先进算法,该算法基于他们过去多年在曲面求交和奇点计算方面的成果积累,同时也详细展示了该算法与OCCT、ACIS的技术性能对标情况。

山涧果子
累了,伏于纸上,只为更好地休息。我也不解,凭啥要将手掌很疼告诉笔。
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