《水平集(level-set)多材料刻蚀算法》赛题讨论&答疑

欢迎大家参加EDA²侠客岛难题挑战·2025的《水平集(level-set)多材料刻蚀算法》赛题。
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请问一下，3个测例的位置在哪里。

贡顶 发表于 2025-1-11 12:34
请问一下，3个测例的位置在哪里。

测例还在准备中，完备后会上传到gitee上：https://gitee.com/eda2_xiakedao/NineCube-2025-Level-Set

你好，我想询问一下竞赛网页提供的水平集方程与文献中的方程似乎不太一样？是否能安排一次竞赛指导？

小强 发表于 2025-4-2 11:46
你好，我想询问一下竞赛网页提供的水平集方程与文献中的方程似乎不太一样？是否能安排一次竞赛指导？ ...

网页提供的水平集方程仅供参考，算法具体实现方式需要根据赛题提供的初始结构（initial_struct.bnd）和第一步刻蚀计算结果（Silicon_etch_base.bnd）对比调试确定最优方案

wx_9cube 发表于 2025-4-2 13:01
网页提供的水平集方程仅供参考，算法具体实现方式需要根据赛题提供的初始结构（initial_struct.bnd）和第 ...

不太理解，求解方程不应该是确定的吗？

小强 发表于 2025-4-2 13:51
不太理解，求解方程不应该是确定的吗？

方程格式是根据工艺过程确定的，请仔细阅读赛题描述给出的参考文献：

[1] A. M. Andrew, “LEVEL SET METHODS AND FAST MARCHING METHODS: EVOLVING INTERFACES IN COMPUTATIONAL GEOMETRY, FLUID MECHANICS, COMPUTER VISION, AND MATERIALS SCIENCE, by J.A. Sethian, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2nd edn. 1999 (first published 1996 as Level Set Methods) xviii + 420 pp., ISBN (paperback) 0-521-64557-3, (hardback) 0-521-64204-3,” Robotica, vol. 18, no. 1, pp. 89–92, 2000. doi:10.1017/S0263574799212404

[2] J. A. Sethian and D. Adalsteinsson, "An overview of level set methods for etching, deposition, and lithography development," in IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, vol. 10, no. 1, pp. 167-184, Feb. 1997, doi: 10.1109/66.554505.

wx_9cube 发表于 2025-4-2 14:35
方程格式是根据工艺过程确定的，请仔细阅读赛题描述给出的参考文献：

[1] A. M. Andrew, “LEVEL SET ME ...

你好，我所说的并不是方程格式，而是水平集方程本身，竞赛页面的方程与标准水平集方程似乎不太一样。
https://xiakedao.eda2.com/competitions/d387ab09-ee69-4a1e-b6af-ba310bb9e6e9/description

小强 发表于 2025-4-2 16:31
你好，我所说的并不是方程格式，而是水平集方程本身，竞赛页面的方程与标准水平集方程似乎不太一样。
htt ...

这两个方程本质是一样的，开发的话你可以先基于标准方程尝试开发调试，根据结果判断是否需要采用简化或者更复杂的数学格式

你好，Coventor SEMulator3D User Guide, Version 7.0. 和 .bnd 文件格式相关的手册不知道方不方便提供？感谢

小强 发表于 2025-4-5 12:29
你好，Coventor SEMulator3D User Guide, Version 7.0. 和 .bnd 文件格式相关的手册不知道方不方便提供？感 ...

您好，Coventor SEMulator3D User Guide, Version 7.0.资料需要自行搜索；.bnd 文件格式相关文献可以在赛题提供的附加资料中的README.md中根据目录获取。gitee地址： https://gitee.com/eda2_xiakedao/NineCube-2025-Level-Set

云水谣 发表于 2025-4-7 09:54
您好，Coventor SEMulator3D User Guide, Version 7.0.资料需要自行搜索；.bnd 文件格式相关文献可以在赛 ...

gitee 里的链接文件似乎没有提到.bnd相关的格式，还麻烦请提供一下，感谢

小强 发表于 2025-4-8 11:18
gitee 里的链接文件似乎没有提到.bnd相关的格式，还麻烦请提供一下，感谢

bnd文件为DF-ISE格式，格式请参考：
https://www.jianguoyun.com/p/DWEZ9_QQ7LD1Chj-8P0FIAA

想询问一下，gitee 里的是表面网格，是需要我们自己编写网格生成的部份吗？

小强 发表于 2025-4-20 17:19
想询问一下，gitee 里的是表面网格，是需要我们自己编写网格生成的部份吗？ ...

是的，需要自己编写

你好，网格这一块的工作有没有相关资料能提供？

如果是指bnd的文件格式，可以使用sentaurus或者semulator3d构建简单的结构，导出bnd文件查看对应的数据和文件结构，附件是我们做的一个基础结构的网格文件的数据格式分析。详细的配置还是需要参考https://www.jianguoyun.com/p/DWEZ9_QQ7LD1Chj-8P0FIAA

如果是指网格相关的操作，建议参考或直接调用开源几何库，如CGAL等。

你好！openFOAM这类库是能使用的吗？

小强 发表于 2025-4-25 12:12
你好！openFOAM这类库是能使用的吗？

可以使用，赛题代码仅供题目使用，不涉及商用

几何模型好像没闭合

小强 发表于 2025-4-25 16:21
几何模型好像没闭合

不是很理解你的问题，可以详细描述一下吗

对于几何内部，我们并无法知道材料分布及厚度，无法对内部节点进行材料属性赋值

小强 发表于 2025-5-20 09:42
对于几何内部，我们并无法知道材料分布及厚度，无法对内部节点进行材料属性赋值 ...

这部分信息需要选手根据提供的结构信息自行定义/提取

wx_9cube 发表于 2025-5-20 10:40
这部分信息需要选手根据提供的结构信息自行定义/提取

其实我不是太明白，文件里region的格式与其定义的几何信息，有些face id 同时会存在两个材料。目前我已经解析了格式，但不太明白如何定义和赋予我的voxel网格材料信息

小强 发表于 2025-5-20 17:16
其实我不是太明白，文件里region的格式与其定义的几何信息，有些face id 同时会存在两个材料。目前我已经 ...

同时存在两个的是交界面吧，如果已经解析了，可以转成.off或其它格式用工具可视化一下

输出文件可以是.obj water front 格式吗？

小强 发表于 2025-5-22 13:35
输出文件可以是.obj water front 格式吗？

自动判题脚本只支持.bnd格式的输入

wx_9cube 发表于 2025-5-22 14:09
自动判题脚本只支持.bnd格式的输入

hmm, 我没办法验证我的.bnd格式文件是否正确

wx_9cube 发表于 2025-5-22 14:09
自动判题脚本只支持.bnd格式的输入

贵单位，是否能提供一个.obj to .bnd 的转换器呢？

小强 发表于 2025-5-22 17:25
贵单位，是否能提供一个.obj to .bnd 的转换器呢？

这个我们提供不了 可以安装参考软件可视化.bnd文件

赛题中三步分别距离上表面 40nm，66nm和120nm 指的都是距离“初始上表面”吗？

另外，我们有多个可执行文件分别对应前，中，后处理，上传文件能否有多个可执行文件，但统一有执行脚本 **.sh 执行？

小强 发表于 2025-5-23 01:12
另外，我们有多个可执行文件分别对应前，中，后处理，上传文件能否有多个可执行文件，但统一有执行脚本 **. ...

根目录下只能有一个二进制可执行文件。
不过可以有一个统一的二进制可执行文件，调用src或其他目录下的其他可执行文件。但是需要注意调用方式，实际工作目录不在解压后的作品提交目录。

小强 发表于 2025-5-23 00:29
赛题中三步分别距离上表面 40nm，66nm和120nm 指的都是距离“初始上表面”吗？ ...

这个深度指的是被刻蚀的材料从当前步到下一步会被刻蚀掉的深度（从上表面计算）

wx_9cube 发表于 2025-5-23 09:23
这个深度指的是被刻蚀的材料从当前步到下一步会被刻蚀掉的深度（从上表面计算） ...

好的，但第三个步刻蚀结果似乎有点奇怪，把所有东西刻平了。。。

.bnd 可视化的软件有哪些呀？

小强 发表于 2025-5-26 09:18
.bnd 可视化的软件有哪些呀？

可以用sentaurus的svisual或者coventor 的semulator3d（有一个bnd导入功能）

wx_9cube 发表于 2025-5-26 09:53
可以用sentaurus的svisual或者coventor 的semulator3d（有一个bnd导入功能）

emm, 这几个软件好像没办法直接下载，想问一下你们能不能提供格式输出的代码？

小强 发表于 2025-5-29 14:40
emm, 这几个软件好像没办法直接下载，想问一下你们能不能提供格式输出的代码？ ...

看到你们上传的文件有obj格式？建议用我们提供的bnd->obj->bnd这样排查一下？代码恐怕无法提供哦

wx_9cube 发表于 2025-5-29 15:15
看到你们上传的文件有obj格式？建议用我们提供的bnd->obj->bnd这样排查一下？代码恐怕无法提供哦 ...

好的，已经尽量按这样方法调试了，但还是有点难度。

您好！目前格式没有报错了，但是判断的结果侠客岛官方说是精度不够，但是我很是疑惑，以下是我的第一步刻蚀的对比结果，能否帮我看一下

小强 发表于 2025-6-3 10:18
您好！目前格式没有报错了，但是判断的结果侠客岛官方说是精度不够，但是我很是疑惑，以下是我的第一步刻蚀 ...

应该不至于0分

我能了解一下这个判题的机制吗？具体如何衡量两个截面的相似度

小强 发表于 2025-6-3 19:23
我能了解一下这个判题的机制吗？具体如何衡量两个截面的相似度

对结构做五个二维切面，通过SIFT+Flann的特征匹配算法对比的

@小强

我这边也测试了不同的算法对比的结果，确实是SIFT分数会比较低，但如果使用其他匹配算法结果也会不同

SIFT (尺度不变特征变换):
关注点： 局部纹理和梯度信息。它在图像中寻找具有显著、独特纹理模式的角点、斑点等区域（如窗框、砖墙纹理、树叶边缘、商标细节等）。
优势： 对尺度缩放、旋转、一定程度的仿射变换、光照变化鲁棒。擅长匹配具有丰富、重复性低纹理的区域。
劣势：
对大面积均匀色块、平滑渐变区域、缺乏纹理的表面（如纯色墙壁、天空、光滑的桌面、单一颜色的物体表面）极不敏感，无法在这些区域提取稳定的关键点或生成有区分度的描述子。
对剧烈的非线性形变（如非刚性变形）、严重的遮挡、视角变化过大时，匹配效果会显著下降。
依赖于局部邻域的信息。
轮廓 (Contour):
关注点： 物体的整体或主要外部形状边界。它描述的是物体与背景或其他物体的分界线（如一个苹果的轮廓、一个人的剪影、一栋建筑的轮廓）。
优势：
对纹理不敏感。即使物体表面是纯色、光滑无纹理，只要其形状边界清晰，就能提取轮廓。
能很好地捕捉物体的整体结构、拓扑关系（如物体的组成部分、孔洞数量）。
计算相对高效。
劣势：
对形状的变形（缩放、旋转、平移除外）非常敏感。轻微的弯曲、拉伸、局部缺失都会显著改变轮廓，导致相似度降低。
对遮挡非常敏感。物体被遮挡一部分，轮廓就变得不完整，难以匹配。
对背景分割质量高度依赖。轮廓提取的前提是能将目标物体从背景中清晰地分割出来。分割不准确会得到错误轮廓。
通常不具备尺度和旋转不变性（除非在相似度计算中专门处理，如使用 Hu 矩等具有不变性的轮廓描述符）。

小强 发表于 2025-6-4 10:21
SIFT (尺度不变特征变换):
关注点： 局部纹理和梯度信息。它在图像中寻找具有显著、独特纹理模式的角点、斑 ...

是的，不同的匹配算法判断结果会有出入。因为我们主要关注结构外轮廓的形貌变化，判题脚本选取的这个算法

我发现官方反馈的结果Match点的数量普遍很低，所以我这里也使用了OpenCV的 SIFT 和 FLANN 算法去对比，发现和官方的有些出入。

小强 发表于 2025-6-6 19:36
我发现官方反馈的结果Match点的数量普遍很低，所以我这里也使用了OpenCV的 SIFT 和 FLANN 算法去对比，发现 ...

这里对比了第一步刻蚀由官方提供的解和我们输出的结果进行对比