一、项目名称：科学数据并行可视计算软件研制

二、项目编号：WA202*****005

三、采购内容：科学数据并行可视计算软件研制

科学数据可视分析软件，共分为6大功能模块，分别为数据I/O模块，大规模科学数据并行预处理模块、串/并行数据可视计算模块、交互分析与渲染模块、并行绘制模块以及GUI界面模块，6大功能模块按照“高内聚、低耦合”原则划分软件功能边界，各模块具体功能要求如下：

1、数据I/O模块

（1）具备典型科学数据格式的导入功能，支持导入的数据类型包括OpenFoam格式（.foam）、VTK系列类型数据（.vtu、.vts、.vti、.vtm等及对应的并行版分块格式）、LSDyna格式(.d3plot)、XDMF格式(.xmf)、Tecplot格式（.plt）以及指定格式类型的HDF5数据等；支持导入数据序列，能够为动画播放模块提供数据序列输入支持。

（2）具备科学数据转换导出功能，支持导出VTK系列类型数据格式、.vdb格式；具备模型导出功能，支持导出的模型格式包括OBJ、GLTF、STL、VRML、X3D、FBX等。

（3）具备生成图像的导出功能，支持导出JPEG、PNG、BMP、TIFF及EPS格式文件，具备设置压缩等级、图像分辨率等相关参数功能，支持图片序列的导出功能，能够按序列编号自动对导出图片做后缀命名。

2、大规模科学数据并行预处理

支持面向Sort-last并行绘制模式的大规模科学数据预处理功能，支持并行处理的大规模科学数据不低于1TB，能够基于并行节点数目及节点上的计算资源权重，对结构化及非结构化网格数据进行分块，主要功能包括：

（1）针对空间三维数据，具备基于KD-Tree划分BVH（Bounding Volume Hierarchies）结构方式的网格数据分块功能；针对时空四维数据，具备多节点并行读取多时间步数据功能，读取策略可配置；对于拓扑结构不变的结构化/非结构化网格时变数据，实现避免重复读取网格拓扑结构信息功能；

（2）支持基于METIS/ParMETIS库的网格数据分块功能；

（3）能够并行读取分布式VTK系列文件格式；

（4）能够根据网格分块算法及负载平衡调度算法，动态调整各并行处理节点上的网格数据分布，即实现有效的动态负载均衡方法。

3、串/并行数据可视计算功能

支持大规模科学数据的并行可视特征提取，支持的可视化算法包括：

（1）三维结构化/四面体网格数据等值面提取；

（2）二维三角形/四边形网格等值线提取；

（3）三维结构化/四面体网格的Ray Casting体绘制方法；

（4）三维数据切面及基于平面的三维数据剖切；

（5）基于标量值范围的网格数据过滤；

（6）三维流场数据的流线提取，可基于线模型、球模型等布设种子点；

（7）三维结构化/非结构化网格数据的规整网格重采样，采样的规整网格维度可调节配置，支持使用指定网格对数据进行采样；

（8）数据重计算功能（至少包括对数据的指数计算、对数计算、常用三角函数计算、上/下取整计算、绝对值计算、梯度计算、向量模计算等功能）；

（9）二/三维数据的自定义图标显示（可将数据点替换为球、立方体、矢量箭头等多种图标，图标参数可调整，并以数据点处的矢量、标量值为参数进行箭头方向及着色等绘制）；

（10）支持六面体网格四面体化、多边形网格三角化；

（11）支持按维度选取结构化网格子集功能；

（12）具备数据统计和特征分析功能，能够绘制数据值区间直方图、值分布散点图等，能够在直方图、散点图中选定指定范围的值实现数据过滤功能；基于统计分析结果，能够推荐给出可反映关键物理特征的体绘制颜色传递函数。

（13）以上所有算法均可设置相关关键参数，在满足算法输入输出条件的情况下，各算法可累积叠加使用（即可搭建算法流水线对数据进行处理）。

（14）以上所有算法具备CPU多线程并行和GPU多线程并行执行功能。

4、交互分析及渲染显示

软件需具有简洁易用的交互界面，需具有高效的绘制显示功能，具体包括：

（1）具备二维、三维两种交互模式，二维模式下只可在指定平面内进行平移、缩放、顺/逆时针旋转，三维模式下可对三维数据体或模型进行三维空间内的旋转、缩放、平移等基础交互操作；能够自适应调整视角到全景数据显示位置，能够以选定数据为中心进行聚焦显示；能够以框选区域为聚焦显示区域进行视角调节；

（2）具备重置视角功能，以±X、±Y、±Z轴方向为视线方向重置摄像机位置观察数据，具备视图旋转功能，可顺时针、逆时针旋转视图90°；

（3）具备视角保存功能，能够存储当前视角（摄像机）位置到视角存储列表当中，可对视角列表进行参数编辑、新增、删除等功能；

（4）对于时序数据，具备以播放动画方式逐帧处理并显示数据功能。具备逐帧正向/反向连续播放、上一帧/下一帧单帧播放、跳转至指定帧、循环播放等功能；具备读取并显示数据时刻信息的功能，可跳转至指定的数据时刻；支持显示当前载入数据的时间戳信息；

（5）具备多种绘制显示模式，包括：数据轴平行矩形包围盒显示、网格线显示、面显示、点显示以及面与网格线叠加显示等方式；

（6）数据及模型着色方式方面，支持数据中的标量值、矢量分量着色及模值着色等，支持自定义颜色着色。颜色映射范围可自定义数值范围，也可自动匹配数据变量标量值范围；支持颜色条带及透明度的设置修改，预置多种颜色条带供用户选择；支持不同变量使用不同颜色条带进行着色，不同变量之间独立着色互不干扰；

（7）支持局部光照模型的渲染。支持局部光照模型相关参数调整；支持点光源、方向光源、聚光灯光源等光源类型的选择，支持光源位置设置及光源相关参数的调整，同一场景中可添加光源的数目不少于3个；

（8）支持显示区域背景颜色的修改，可改为预置背景色及指定颜色；

（9）具备测量线段长度、测量两线段夹角角度的工具。

（10）使用层次式的树形结构组织并显示可视化流水线，数据及可视化算法被视作流水线中的节点对象，用户可对流水线节点进行新增、删除、隐藏及显示等编辑控制功能。

（11）具备数据信息显示面板。能够显示被选定流水线节点的网格类型、节点数、单元数、二/三维标量值区间等相关信息，以及选定数据中变量值数据类型等信息；

（12）具备对模型场景进行基于全局光照的渲染功能，支持基于CPU和GPU并行加速的光线跟踪、路径跟踪渲染方法，具备相关算法参数的设置功能。

（13）支持模型的顶点及表面法向量计算；支持环境光遮蔽渲染。

（14）对模型渲染时，支持Flat、Gourand着色模型，支持基于BRDF的物理模型渲染方法，可对模型设置材质属性，并支持Lambert、Phong等局部光照模型；在对发光粒子群数据进行渲染时，支持延迟渲染技术，支持点精灵粒子渲染方法。

（15）可显示数据包围盒的坐标名称、坐标轴、坐标刻度等信息，坐标刻度及坐标相关字体、大小、颜色可调节。

（16）支持体绘制过程中使用体光照方法，增强体绘制渲染效果，体光照效果可调节。

5、并行绘制显示

具备大规模科学数据并行可视化功能，最大并行度不低于256，支持Sort-last并行绘制模式，具体要求包括：

（1）具备多节点并行可视化绘制功能，各节点对本节点局部网格数据进行可视化处理，节点内实现多线程并行绘制，生成单幅子图像；节点间基于MPI方式实现多进程并行计算，将各节点子图像合成为最终结果图像；

（2）实现节点间子图像的并行合成，支持半透明及不透明片元的正确合成，支持的并行图像合成算法包括二叉树形合成、Radix-k方法等；

（3）在计算节点配备(多)GPU卡时，具备基于（多）GPU加速的并行绘制及图像合成功能。

6、GUI及其他功能要求

（1）能够利用深度神经网络对GB量级以上的标量场网格数据进行训练，学习形成深度神经网格模型表示，实现对标量场网格数据的压缩；具备对标量场神经网络模型进行基于神经网络的体绘制渲染功能，并满足实时交互的应用需求；

（2）具备对三角面片表示的场景模型集合进行深度学习训练功能，实现三维模型的神经网络表示，并实现基于深度神经网络的渲染显示。

（3）支持基于CPU的软绘制流水线功能，在无GPU硬件的情况下，具备基于CPU的串行及并行可视化绘制功能。

（4）支持插入基本的几何形状物体模型，包括立方体、球体、圆柱、平面等。

（5）软件界面基于Qt和Web开发，实现基于Qt和Web控件的节点编辑功能，将所有算法及可视化功能封装为节点，通过拖拽、连接输入输出、配置节点参数等方式，搭建配置可视化流水线，当前流水线运行结果可实时反馈在显示窗口当中，具备易于交互使用、功能覆盖完善的人机操作界面，软件模块化封装良好，交互界面可修改、可替换。

（6）支持Windows 7、Windows Server 2019、Linux（Ubuntu 20.04及以上）多种操作系统，支持x86架构处理器上运行。

（7）乙方向甲方提交所有功能的全部源代码。所有除界面以外的软件核心功能由C/C++、CUDA、Python及JavaScript语言实现，图形接口采用OpenGL或Vulkan实现，使用Pytorch框架完成深度学习相关功能；代码文件按照功能模块归类存放，并做详细注释。

（8）乙方需撰写并提交《软件需求规格说明》、《软件概要设计说明》、《软件详细设计说明》、《软件测试报告》、《软件使用手册》、《软件二次开发手册》、《软件研制总结报告》等文档。

四、投标人资格条件

1、具有独立承担民事责任的能力；

2、具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度；

3、具有履行合同所必需的设备和专业技术能力；

4、有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录

5、参加政府采购活动前3年内，在经营活动中没有重大违法记录；

6、供应商成立时间不少于2年，且为非外资独资或外资控股企业；

7、单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商，不得同时参加采购活动；

五、拟单一来源采购供应商：北京中科鹦鹉螺软件有限公司

六、申请理由：

本项目竞争性谈判公告于2024年8月1日在全军武器装备采购信息网发布，至文件发售截止时间2024年8月14日17时00分（北京时间），仅北京中科鹦鹉螺软件有限公司1家供应商报名并获取了采购文件，本项目潜在供应商不足，本次采购失败。

本项目二次竞争性谈判公告于2024年8月21日在全军武器装备采购信息网发布，至谈判文件发售截止时间2024年9月3日17时00分（北京时间），仅北京中科鹦鹉螺软件有限公司1家供应商报名并获取了采购文件，本项目潜在供应商不足，第二次采购失败。

本项目两次发布公告，均只有北京中科鹦鹉螺软件有限公司一家供应商应答，不满足竞争性谈判条件。现将发布单一来源公示，公示无异议后通过单一来源方式从北京中科鹦鹉螺软件有限公司采购。

七、公示期限：公示期为本公示发布之日起5个工作日。

八、供应商对该项目拟采用单一来源采购方式及其理由有异议的，可于公示期内，以书面形式向采购人提出，逾期将不再受理。递交的异议函及其他书面材料应当包括下列内容：（一）项目名称和项目编号；（二）具体的异议事项、事实依据及相关证明材料；（三）异议函需加盖单位公章；（四）联系人（单位负责人或授权人)及联系方式。

九、联系方式

9.1.项目组

联系人：夏工

电话：029-********

9.2.监督投诉电话：029-********

地址：西安市临潼区