硕士学位论文
基于de Bruijn 图的DNA contig 生成算法
DNA CONTIG GENERATION ALGORITHM BASED
ON DE BRUIJN GRAPH
王旭
哈尔滨工业大学
2011 年6 月
中图分类号：TP319 学校代码：10213 UDC：621.3 密级：公开
工学硕士学位论文
基于de Bruijn 图的DNA contig 生成算法
硕士研究生：王旭
导师：陈彬副教授
申请学位：工学硕士
学科：计算机科学与技术
所在单位：计算机科学与技术学院
答辩日期：2011 年 6 月
授予学位单位：哈尔滨工业大学
Classified Index: TP319
U.D.C: 621.3
Dissertation for the Master Degree in Engineering
DNA CONTIG GENERATION ALGORITHM BASED
ON DE BRUIJN GRAPH
Candidate：
Wang Xu
Supervisor：Associate Prof. ChenBin
Academic Degree Applied for：
Master of Engineering
Specialty：
Computer Science and Technology
Affiliation：School of Computer Science and
Technology
Date of Defence：
June, 2011
Degree-Conferring-Institution：Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
-I-
摘要
为了探索生命的本质，人们迫切希望快速地获得新物种个体DNA 分子的全部
碱基序列。现在，新一代测序技术不断发展，但测序过程中DNA 分子已被打碎成
碱基片段，于是从头测序被提出来了。随着第二代、第三代测序技术的产生，人
们能在较短时间内获得大量的测序数据。测序技术以高通量、低成本、高精度为
发展方向，现在积累的测序数据越来越多。如何快速、准确地处理海量测序数据
已成为DNA 测序发展的瓶颈。
测序之前，DNA 分子要经过复制、打碎、过滤等过程，然后通过测序仪，把
DNA 片段读出，读出的DNA 片段称为读取。要获得整个DNA 分子的碱基序列，
首先要根据读取构造重叠群。重叠群是由读取相互重叠而成的DNA 片段，并且重
叠群上的每个碱基都被一条读取所覆盖。在本文中，提出了一种新的重叠群生成
算法，叫SRGA。该算法基于de Bruijn图，将从头测序问题转化成一个四叉树的
搜索问题，并采用启发式搜索策略，能够快速地处理海量测序数据，而且能得到
质量较高的重叠群。
本文详细叙述了算法的原理以及实现过程。为了存储大量的读取，在本文中
使用了一种新的de Bruijn图结构。为了引入启发式规则，决策表结构是必要的。
决策表中保存了正在参与拼接的读取，后继k-mer 就是由这些读取决定的。当选定
后继k-mer 时，决策表需要更新。算法中通过不断选取后继k-mer，来扩展重叠群。
故后继k-mer 的选取是一个非常重要的过程，只有选择了正确的后继k-mer 才能得
到质量较高的重叠群。本文提出了读取锁定策略，即通过设置决策表中的锁定位，
将一些快要成功拼接的读取锁定，令后继k-mer 由这些读取产生。这样可以保证重
叠群上每一个碱基都被一个成功拼接的读取所覆盖。
最后，本文将SRGA 与EULER 算法进行了比较。发现EULER 产生的重叠群
较短，数量较多，单条重叠群与参考基因组匹配较好，但总体覆盖度较低。而SRGA
能产生较长的重叠群，且使用了更少的时间与内存。虽然单条重叠群与参考基因
组匹配稍差，但总体覆盖度较高。
关键词：从头测序；启发式搜索；de Bruijn图；决策表哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
-II-
Abstract
In order to explore the essence of life, people are eager to get all the bases on DNA
molecules of new species quickly. Now, a new generation of sequencing technology is developing on and on, but in the process of sequencing, DNA has been broken into
fragments. So de novo sequencing is proposed. As the second generation, third
generation sequencing technology generated, people can get a lot of sequence data in a relatively short period of time. The sequencing technology is developing in the direction
of high-throughput, low cost and high-precision, which leads to more and more
sequencing data are accumulated. How to quickly and accurately handle the massive
sequencing data has become the bottleneck of the development of DNA sequencing.
Before sequencing, DNA must be copied, smashed and filtered, and then the sequencer read DNA fragments out. These DNA fragments are called reads. First, we
must generate contigs from reads. A contig is such a DNA fragment that is ovoerlaped
by reads, and each base is covered by a read. In this paper, we propose a new de novo sequencing algorithm, called SRGA. This algorithm is based on de Bruijn graph, and it transforms the de novo sequencing problem into a quadtree search problem. In this
algorithm heuristic search strategy is used, so it is able to deal with mass sequencing
data quickly and the contigs generated from the algorithm have high quality.
In this paper, the principle and the realization of the algorithm is described detailedly. In order to save a great deal of reads, a new de Bruijn graph is used. Decision
table is essential for heuristic rules. Assembling reads are saved in the decision table,
and these reads decide which k-mer is the subsequent k-mer. The decision table needs to
be update when a subsequent k-mer is chosen. We choose subsequent k-mer repeatedly
to extend contig. So choosing the subsequent k-mer is an important process. If and only
if the right subsequent k- mer is chosen can we get the contig with high quality. Here
locked read strategy is proposed. Some reads which are about success ca n be locked
through set the locked bit in the decision table and then the locked reads will decide
which k- mer is the subsequent k- mer. This ensures that each base on the contig can be covered by a successful assembling read.
At last, we compare SRGA with EULER. EULER produces shortet contigs, and
each contig can match reference genome well, but overall coverage is low. SRGA
produces longer contigs, and uses less time and memory. Although each contig can not match reference genome well, yet overall coverage is high.
Keywords：de novo sequencing，heuristic search，de Bruijn graph，decision table哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
-III-
目录
摘要............................................................................................................................... I Abstract .............................................................................................................................II
第1 章绪论 (1)
1.1 课题背景 (1)
1.2 研究目的和意义 (2)
1.3 国内外研究现状和分析 (4)
1.4 基于de Bruijn 图的算法概述 (6)
1.4.1 de Bruijn 图简介 (6)
1.4.2 基于de Bruijn 图算法的一般步骤 (7)
1.5 本文主要研究内容 (7)
1.5.1 基因组中存在大量重复片段 (8)
1.5.2 测序过程中可能出现错误 (8)
1.5.3 建立de Bruijn 图 (9)
1.5.4 更新决策表策略 (9)
1.5.5 后继k-mer 选取策略 (10)
第2 章拼接模型 (11)
2.1 数据分析 (11)
2.2 问题建模 (11)
2.3 模型分析 (12)
2.4 模型求解 (13)
2.4.1 拼接总体思路 (13)
2.4.2 contig 的构建过程 (14)
2.5 本章小结 (19)
第3 章contig生成算法 (20)
3.1 de Bruijn 图的建立 (20)
3.1.1 de bruijn 图的数据结构 (20)
3.1.2 de Bruijn 图的建立过程 (23)
3.1.3 有关de Bruijn 图的基本操作 (26)
3.2 构建contig (27)
3.2.1 决策表更新过程............................................................................................ 27 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
-IV-
3.2.2 后继k-mer 选取过程 (33)
3.2.3 contig 构建过程的其他模块 (36)
3.3 本章小结 (36)
第4 章结果及评价 (37)
4.1 算法的输入与输出 (37)
4.2 评价内容 (38)
4.3 评价方法 (41)
4.4 评价结果 (43)
4.5 本章小结 (44)
结论 (46)
参考文献 (48)
哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明 (50)
哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书 (50)
致谢............................................................................................................................ 51 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
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第1章绪论
1.1 课题背景
分子生物学是一门从分子水平上研究生命现象物质基础的学科，主要研究细
胞成分的物理、化学的性质和变化以及这些性质和变化与生命现象的关系。而生
物信息学则是一门综合计算机科学、信息技术和数学的理论和方法来研究生物信
息的交叉学科，主要包括生物学数据的研究、存档、显示、处理和模拟，基因遗
传和物理图谱的处理，核苷酸和氨基酸序列分析，新基因的发现和蛋白质结构的
预测等。Crick 于1958 年提出了遗传信息传递的规律，即先由DNA 合成RNA，
再由RNA 合成蛋白质。该规律被称为中心法则(Central dogma)
[1]
。中心法则对以
后分子生物学和生物信息学的发展都起到了非常重要的指导作用。经过Nirenberg
和Matthai(1963)的努力研究，编码20 种氨基酸的遗传密码得到了破译
[2,3]
。但是，
要想对遗传信息做进一步地研究，DNA 分子的碱基序列是必不可少的信息。
DNA碱基序列可以使人们完整的分析DNA，因为它给人们提供了最基本的
DNA分子的信息。有了这些信息，人们可以确定基因的位置，预测与预防遗传疾
病，比较物种之间的相似程度等等。可以说，DNA分子的碱基序列为一些重大发
现提供了必要的前提条件。要想获得DNA碱基序列，就要依靠测序技术。20世纪
50年代，最早的测序技术出现了。1954年，Whitfeld等用化学降解的方法测定了多
聚核糖核苷酸序列
[4]
。该方法要从链末端逐一分离寡核糖核苷酸并测定其种类，故
需要使用磷酸单酯酶和高碘酸盐，其中磷酸单酯酶起脱磷酸作用，高碘酸盐是氧
化剂。由于操作复杂等原因，该方法并没有被广泛应用。后来在1977年，Sanger
等人提出了双脱氧核苷酸末端终止法
[5]
，该方法是基于如下原理：首先用同位素标
记ddNTP，然后将标记后的ddNTP按一定比例加入到4个DNA合成反应体系中。由
于ddNTP的2′和3′不含羟基，从而在DNA合成反应中无法形成磷酸二酯键，故可以
用来中断DNA合成反应。利用凝胶电泳和放射自显影技术，可以根据电泳带的位
置确定待测分子的DNA序列。在同一年里，Gilbert等人提出了化学降解法
[6]
，该方
法与Sanger法有类似之处，都是通过电泳的方法来读出碱基序列，且所读到的碱基
序列在基因组中位置是随机的。两种方法的不同之处在于标记碱基的方法。Sanger
方法是通过带同位素的ddNTP随机中断合成待测序列，而Gilbert方法是先用特定的
化学试剂给碱基做标记，然后使用化学方法随机打断待测序列。Sanger方法和
Gilbert方法被称为第一代测序技术，该技术测出的read长度在1000bp左右，其主要
贡献是完成了噬菌体基因组的测序工作，以及人类基因组草图的绘制。由于第一
代测序技术成本高，速度慢，并不利于推广使用，故人们仍然期待新的测序技术哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
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的出现。在接下来的三十几年中，测序技术处于不断变化发展之中，先后出现了
第二代测序技术与第三代测序技术。20世纪80年代中期，自动测序仪
[7]
出现了。该
测序仪以荧光标记代替了放射性同位素标记，减少了实验过程中的放射性。除此
之外，测序仪中使用了荧光信号接收器和计算机信号分析系统，替换掉了以前的
放射性自显影技术，使测序精度得到提高。20世纪90年代中期，毛细管电泳技术
[8]
被应用到测序仪中来，这使得测序仪的通量大为提高。进入21世纪后，先后出现
了一些测序公司。如Roche，Illumina，ABI等。Roche公司的454技术
[9,10]
、Illumina
公司的Solexa技术
[11-13]
、ABI公司的SOLiD技术
[14,15]
被认为是第二代测序技术。和
第一代相比，第二代测序技术不仅具有更高的准确度，而且极大地降低了测序成本。更重要的是，第二代测序技术具有相当快的测序速度，使用Sanger测序技术完成的人类基因组计划，用了三年的时间消耗了大约30亿美元；然而，使用ABI公司的SOLiD测序技术，完成一个人的基因组测序只需要大约一周的时间。但是，第二代测序技术测出的read较短，read长度一般在100bp-500bp，这给拼接过程带来了更多的困难。现在，第三代测序技术正逐步走向成熟，如Helicos公司的单分子测序
技术
[16-18]
、Pacific Biosciences公司的单分子实时测序技术
[19,20]
以及Oxford Nanopore
Technologies公司正在研究的纳米孔单分子测序技术
[21,22]
。与前两代测序技术相比，
第三代测序技术的主要特点是单分子测序。在保持原有的高精度条件下，第三代
测序技术具有更低的成本与更快的速度，但read长度仅几十bp。现在测序技术正朝着短read、高通量、低成本的方向发展。
自从2005年起不断有新的测序技术涌现出来。现在的测序系统可以在4小时内
测出2500万个碱基，这比某些细菌（如大肠杆菌）整个基因组的长度还要长。现在，DNA测序技术发展迅速，到2008年9月为止，总共有567个细菌基因组已经测序完成，总碱基数多大1050万bp，并且已经提交给了NCBI
[23]
。NCBI（The National
Center for Biotechnology Information）是美国国立生物技术信息中心，其主要任务是将DNA序列看成是细胞的语言，找到该语言的单词及语法，理解该语言的语义，其实这也是现代分子生物学的要求。这种语言的字母表中只有四个元素，分别代
表四种碱基即ACGT，但该字母表可以产生成千上万甚至无穷无尽的单词和短语。这些单词和短语是现代分子生物学核心的部分。由于分子数据数目巨大，且数据
之间的关系非常隐蔽以至于难以用人工的方法发现它们，所以必然要借助数据库
来存放海量数据，用计算机来挖掘数据之间的关系。
1.2 研究目的和意义
新一代测序技术正在引领生命科学研究进入一个崭新阶段。人类基因组计划
完成之后，获得某物种个体DNA分子的全部碱基序列对于分子生物学研究，探索
与认识生命的本质具有非常重要的科学意义
[24,25]
。新一代测序技术已成为目前生哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
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命科学研究的基础手段。随着应用领域的迅速扩增与不断深入，新一代测序技术
为生物信息学提出了严峻挑战。针对新一代测序数据读取长度较短、数据海量的
特点，全基因组测序方面的数据分析软件的研发，已成为生物信息学领域最迫切、最重要的研究课题。但是，虽然目前有一些全基因组拼接软件，但是一般局限在
大型集群的并行平台上完成数据分析过程，难以满足一般的研究需求，而且数据
处理速度仍然远远落后于数据产生速度，仍然是整个基因组图谱绘制工作的瓶颈。
有了这些DNA分子碱基片段，人们开始开发基于第一代测序数据的拼接组装
算法。算法主要分为两类，一类是有参考基因组的重测序
[26,27]
,一类是无参考基因
组的从头测序
[28]
。
第一代测序数据的拼接组装算法可将read拼接成contig，将contig组装成supercontig，将supercontig组装成整个基因组，从而可以得到了DNA分子的碱基序列。于是，获得个体基因组的全部序列是可能的，这对于生物学研究，探索与认
识生命的本质具有十分重要的科学意义。但是，桑格测序依然具有成本较高，测
序速度慢等缺点，不利于大范围推广。
2008年，第三代测序机器开始出现了。人们想尽办法降低测序成本，同时保
证测序质量，从而快速得到大量的数据。这就要求海量read数据的分析速度与精度
同步提高。随着新一代测序技术产量提高，操作更加简单，并且支持高度并行操
作，生产成本不断降低，产生了相对较短的read。高通量、低成本的新一代测序技
术的出现，为这场生命科学的革命提供了时代机遇和挑战。新一代测序技术对基
因组学和生物学家来说并不仅仅意味着降低了成本，可以在短时间内完成大量基
因组的测序，而且使得生物学家有可能去探讨过去不可能探讨的问题，如个性化
医疗。人在出生后可以先测出他的整个基因组，从而使医生对他的DNA结构充分
了解，以及在更高的分辨率下对结构变异进行深入分析，解释个体之间的易感性
差异和对疾病治疗应答的差异，最终实现个性化医疗，以后再为他看病时，就有
较强的针对性。
短read提供了更少的信息，使计算问题更加复杂，导致传统的拼接组装算法不
再适用，从而需要开发基于新一代测序数据的拼接组装算法。2003年采用传统桑
格测序完成的首个人类全基因组图谱绘制花费了4.37亿美元和13年时间，而2008
年美国科学家仅用了4个月时间、不到150万美元就完成了―DNA之父‖詹姆斯·沃森个人基因组图谱的测序工作，这得益于新一代测序技术和高效的拼接组装算法。
使用新一代测序技术不仅可进行重测序，从头测序，还可进行元基因组分析。在
从头测序方面，华大基因于2007年初发起的国际黄瓜基因组计划，2008年5月启动
了国际大熊猫基因组计划，2009年4月启动了―世界三极‖动物基因组计划，这些计
划都需要高效的高精度的重头测序软件支持。哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
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1.3 国内外研究现状和分析
DNA测序过程大致如下：给定一个DNA分子，现将其复制n份，复制过程中
DNA双链结构已被破坏，然后将这n个分子打碎，得到若干小的DNA片段。由于打
碎的位置是随机的，故那些DNA片段在原DNA分子中的顺序是未知的，且不知道
来自原DNA分子的哪条链。接着进行过滤，一些较短的片段和较长的片段被丢弃
掉，这有可能导致原DNA分子中有一部分区域不能被过滤后的小片段覆盖，但只
要n足够大，可以保证原DNA分子完全被那些小片段覆盖。最后，那些小片段被测
序仪器读出，这样就产生了一条条read。接下来的问题是，如何由这些read得到原DNA分子的碱基序列。现在，主要有两类DNA拼接组装算法：一类是有参考基因
组的重测序，一类是无参考基因组的从头测序。
重测序是针对有参考基因组的物种提出的。通过使用第一代测序方法，消耗
大量人力物力，经过较长时间，测定了一些物种的基因组，并且已将测序完成的
基因组存入基因库中，将来可以作为参考基因组使用。对于这些物种的其它个体，
它们的基因组与其相应的参考基因组相差不大，故在拼接时参考基因组会起到重
大作用。但对于其他新的个体，没有参考基因组可供使用，于是人们提出了从头
测序，即仅仅使用测序仪读出的一条条read来拼接组装成整个基因组。
现在，从头测序主要有两类DNA拼接组装算法：一类是基于重叠图的算法，
一类是基于de bruijn图的算法。
基于重叠图的算法是针对第一代测序数据提出的。第一代测序所得的read较
长，数量相对较少，易于发现read之间的重叠关系，建立重叠图。重叠图建立完成
后，就将DNA拼接问题转化为图论问题。
基于重叠图的算法主要有3个阶段：overlap-layout-consensus。在overlap阶段，
要发现所有read之间的重叠关系，每两个read都要比对一次。这时，要设定好如下
几个参数：最小重叠长度，最小正确率。最小重叠长度是指两个read之间的重叠部
分的长度的最小值，如果两个read之间的重叠长度小于最小重叠长度，则被认为这
两个read是没有重叠的。由于测序数据存在错误，故最小正确率是必要的，即允许
一定数量的碱基不匹配，以纠正测序过程中存在的错误。当然，这也可能导致发
现错误的重叠关系，即两个read本来没有重叠，但在允许错误的条件下被误认为它
们有重叠关系。在layout阶段，建立整个重叠图。由于重叠图本身可以不存放碱基
序列，仅仅表示read之间的重叠关系，故可将整个图都读入内存。在consensus阶段，需要遍历重叠图，图中每一条路径都有可能成为一条contig。在得到所有contig之
后，要进行contig之间的组装，这时要利用配对数据将contig组装成supercontig，从
而得到整个基因组的碱基序列。Arachne
[29,30]
和CAP
[31]
都是采用该算法的软件，他
们都是针对第一代测序数据开发的。哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
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自从出现了新一代测序技术，测序速度大量提高，同时也带来了新的挑战。
由于DNA自动测序技术的飞快发展，DNA数据库中的碱基序列公共数据量以每天
106bp速度增长，大量生物学数据迅速地膨胀，最终形成数据的海洋。基于重叠图
的算法不仅无法有效的存储那样大量的数据，而且在处理数据的时间上不能满足
生物学家的需求。这时，人们急需新的方法来应对海量数据。
新一代测序技术出现后，基于de bruijn图的算法被提出来了。新一代测序技术
所得的read长度较短，数量较多，不易发现read之间的重叠关系，很难建立重叠图。故基于重叠图的算法不再适用。于是人们想到将read转化成定长的k-mer，然后寻
找k-mer之间的重叠关系。然后建立de bruijn图，把DNA拼接问题转为图论问题。
基于de bruijn图的算法首先要创建de bruijn图。此时要设定的一个重要参数是
k-mer长度。选定k值后，要将长度为L的read拆成L-k+1个k-mer，并将这些k-mer存入de bruijn图中，以备以后查找使用。de bruijn图一般用哈希表存储，因为要在图
上频繁地进行查找操作。然后要发现de bruijn图中的重叠关系，发现重叠关系时并
不需要所有read之间进行两两比对，只要一个k-mer的后k-1个碱基与另一个k-mer
的前k-1个碱基相同，则称这两个k-mer之间有重叠关系。最后，寻找de bruijn图或
子图中的一条欧拉路径就可找到contig，再利用配对数据将contig组装成
supercontig，最终得到整个基因组的碱基序列。
假设使用的是理想数据，即每个read的每个碱基都被正确的测出，拼接问题转
化成了de bruijn图中的欧拉路径问题。而用真实测序数据问题变得复杂得多。de
bruijn图对碱基错误是敏感的，因为read中有一个碱基错误，就会导致k个k-mer错
误，故图中可能有大量错误的k-mer，要求算法在拼接过程中能发现它们。
Velvet
[32,33]
是一个基于de Bruijn图的软件。它最早提出了在化简过程中去除
tips。它通过合并路径上的结点来化简de Bruijn图，同时不丢失任何信息，以达到
压缩的目的。化简过程不仅出现在建图过程中，而且出现在拼接过程中。在搜索
过程中，Velvet使用了广度优先搜索，从一个出度大于零的结点开始，尽可能多的
扩展其相邻结点。
在ABySS
[34]
中，也使用了de Bruijn图。ABySS的主要特点是基于分布式计算。
分布式计算的好处是可以摆脱内存的限制。de Bruijn图可被分布式存储，算法中并
行实现了de Bruijn图的建立与化简，通过不断的删除小于某个阈值的spur，来达到
化简的目的。ABySS也采用了压缩存储k-mer策略，每个结点表示原始k-mer和反向
k-mer。在后处理过程，ABySS使用配对数据来合并contig。
AllPath
[35,36]
的主要特点是使用了预处理过程来进行read 纠错，如果一个read
中的k-mer 是可信的，则将该read 留下，否则丢弃该read。接着，AllPath使用第
二个预处理器来建立所谓的单路径，然后开始建立de Bruijn图。通过对图的划分，哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
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AllPath 可找到基因组中的重叠片段，其中使用了启发式算法来找到跨越重叠片段
的分区。
以上算法虽在虽然能适应新一代的测序数据，但在时间上不能满足人们的要
求，拼接速度较慢。本文中将提出一种新的拼接算法，在保证精度的前提下，使
用较短的时间来完成拼接过程。
1.4 基于de Bruijn 图的算法概述
1.4.1 de Bruijn 图简介
传统的Sanger 测序的reads 较长（1000bp），数据量较少，精度较高，所有的
组装算法都利用reads 之间的重叠，通过公共路径的方法解决拼接问题。而新一代
测序产生的数据read 更短、覆盖度更高、序列精度较低，为此这种―read 为中心‖
的方法面临海量计算的困境，似乎不可能找到恰当的启发式方法来处理大量的重
叠。de Bruijn图框架为处理高覆盖、短序列提供了很好思路，该框架借鉴了Pevzner
和Waterman 等人针对传统的长reads 提出的欧拉遍历方法
[37,38]
，并在此基础上针
对新一代测序数据的特点进行了改进。第一个利用此技术的拼接算法是
Newbler
[39]
，之后陆续出现了一些直接或间接使用De Bruijn 图的拼接算法
[40,41]
，
不同的方法在处理测序错误方式和使用reads 信息的程度上（例如是否使用
mate-pair 信息）有所不同。最新提出的拼接算法还考虑了覆盖率信息
[42]
。
要想以较低的成本快速得到某个新物种的DNA 分子碱基序列，就要依靠新一
代的测序技术和从头测序拼接组装算法。有些物种的DNA 较短（如噬菌体），而
有些物种的DNA 分子非常长（如哺乳动物）。根据测序物种基因组的碱基序列规
模大小可分为小型基因组从头测序和大型基因组从头测序。
小型基因组从头测序(大小规模10Mb以内)一般可以由read直接拼接成整个基
因组。通过read 之间的比对，可以找到read 之间的重叠关系。根据这些重叠关系，
从某条read 开始向两端扩展，就可以得到整个基因组。而大型基因组(例如，1Gb
以上大型基因组)由于很难直接拼接成完整的全基因组序列，因此通常采用迭代的
方式，首先通过比对拼接算法产生3kb～10Mb 以内的一些基因组片段，称这些基
因组片段为contig，然后使用这些contig 作为参考序列延伸，并进行合并得到更长
的contig，即supercontig。上述过程反复迭代最终得到大型基因组完整的全基因组
序列
[43]
。
reads 之间比对拼接算法是影响整个测序速度的和质量的关键因素。目前新一
代测序数据用于从头测序的短序列拼接组装算法普遍采用de Bruijn图数据结构。
在de Bruijn图上，每一个k-mer 都构成图的节点，如果两个k-mer 在某一read 中
相邻，那么这两个节点之间就有一条边。reads 集合中的每个read 都对它所含的节哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
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点和边加权，这样reads 集合产生一个节点和边都具有权值的de Bruijn图。在存储
每一个k-mer 时，往往要建一个无冲突的哈希表，以加快查找速度。而建立哈希表
可能会消耗更多的内存。但是，由于每个k-mer 在哈希表中只存储一次，不管该
k-mer 在read 中出现了多少次，所以实际消耗的内存小于存储所有read 所需要的
空间。另外，基因组中的重复片段会在de Bruijn图中产生环路。环路将在遍历de
Bruijn 图时产生障碍。
1.4.2 基于de Bruijn 图算法的一般步骤
基于de Bruijn图数据结构的reads 之间比对拼接算法可概括为以下几个步骤。
1) 从read 库中筛选read。由于一些read 错误率较高，不宜直接拿来建立de
Bruijn 图，故需要现将这些read 过滤掉。
2) 确定k 值，建立de Bruijn 图。这时需要扫描所有read 数据，将每一个长
为L 的read 拆分成L-k+1 个kmer，并用所有read 的所有k-mer 来累加，建立节点和边都加权的de Bruijn图；
3) 化简de Bruijn 图，连续线性延伸节点合并为单一节点，产生一些碱基序列
更长的节点；
4) 错误校正，删去由于测序错误产生的尖端和泡状结构；
5) 通过read 的配对末端(pair-end)、环化配对(mate-pair)信息伸展或者删去一
些环；
6) 依据环上节点和边的权值(覆盖深度信息)进一步伸展或者删去一些环；
7) 遍历de Bruijn 图产生contig。
以上是对基于de Bruijn图的算法做了简单介绍，为处理新一代测序仪所产生
的海量测序数据，de Bruijn图应运而生。实际上，de Bruijn图是一种特殊的加权
图，不仅图的结点上有权值，而且图的边上也有权值。化简de Bruijn图是非常关
键的一个步骤，通过对de Bruijn图化简，可降低算法的时间复杂性以及空间复杂
性，同时可以保证错误校正顺利的进行。为得到质量较好的contig，必然会对de
Bruijn 图进行错误校正。使用de Bruijn 图只能将较短的read 拼接成较长的contig，
要得到全基因组，还需要contig的组装过程。
1.5 本文主要研究内容
本课题来源于国家自然科学基金面上项目―基于表型相似性的人类遗传疾病
基因预测方法研究‖。目前的研究主要面临两个问题，一个是基因组中存在大量重
复片段，一个是测序错误。这两个问题相互影响，使问题变的更加复杂。本文通
过仔细分析这两个问题，来改进以前基于de Bruijn 图的算法，提出一种新的de
Bruijn 图，并且引入了决策表的概念，通过决策表里的信息来选取后继k-mer，并哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
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在适当的时候更新决策表。
1.5.1 基因组中存在大量重复片段
重复片段可能导致拼接错误，或者导致不连续的较短contig 出现。重叠片段
的类型主要有以下几种
[44]
，如图1-1 所示。
解决重复片段问题所依靠的重要数据是pared end read。pared end read 是这样
两个read：在DNA 分子中，这两个read 之间的DNA 片段的长度满足一定的分布
规律。
重复片段问题可用如下方法解决：通过比对，可先将重复片段隔离开来，较
高的覆盖度有利于重复片段的隔离，但是，较多的测序错误将不利于该过程的进
行。因为错误的存在，严格的比对将导致一些重复片段未被发现，而非严格的比
对会把一些不是重复片段的区域隔离开来，这不是本文所希望的。如果重复片段
比read 长，可利用pared end read 来解决；如果重复片段比read 短，那么该read
又被称为spanner，一个spanner 就是一个重复片段两端再加几个碱基组成。利用spanner 解决重复片段问题需要如下两个信息：一是重复片段两端配对的read，这
两个read 必须不相同；二是重复片段中的一个配对read，只要知道一个即可，另
一个配对read 可以不在重复片段中。通过分析已知的基因组，可获得有关重复片
段的更多信息，如，重复片段的长度，重复片段的模式等。
A R
B R A
原基因组：
A R
B R
拼接之后：
A R
B R C
原基因组：
B R D A
拼接之后：
R
CD
A B C B A
原基因组：
拼接之后：
A B C B A
图1-1 重复片段的类型
1.5.2 测序过程中可能出现错误
read 中每一个碱基都有一个质量值，来表示该碱基被正确测出的概率
[45]
。一
般来说，5'端的碱基正确的概率较大，而3'端 1 到3 个碱基可能是错误的。这就要
求拼接软件在拼接时能够纠错，但是，可纠错的软件也可能把正确的碱基当作错哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
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误来纠正。所以不仅要求拼接软件在拼接时能够纠错，尽可能多的发现真正的错
误，而且要求拼接软件尽可能少的将正确的碱基识别成错误的。现在主要有两种
纠错方法，一种基于多重比对，通过将多个read 放在一起比对来发现错误，如图
1-2 所示。
通过图中4 条read 比对，可发现read 3 中的一个碱基错误(read 3 的第 5 个碱
基)，该方法在overlap 过程中比较常用，而在de Bruijn图中，所使用的纠错方法
是：若当前k-mer 在一条read 中连续未出现恰好k 次，可以认为该read 中存在一
个碱基错误。
在整个算法设计过程中都要反复考虑以上这两个问题，否则会得到意想不到
的错误结果。但是为说明算法原理，在后面的章节里先给出一个简单拼接算法，
然后在此基础上不断扩充，直到所有情况都被全面地考虑到。本文的主要研究内
容包括：建立de Bruijn图方法；更新决策表策略；后继k-mer 选取策略。
read1 AACA TGCA TGCT TGAC ……
read2 TGCA TGCT TGAC ACAG ……
read3 TGCT CGAC ACAG CGTT ……
read4 TGAC ACAG CGTT AGAT ……
图1-2 基于多重比对的碱基纠错
1.5.3 建立de Bruijn 图
建立de Bruijn图的目标是根据指定k-mer 快速查找哪些read 包含它，并且要
查出该k-mer 出现在该read 中的那些位置（pos）。这里使用了倒排索引的思想，
给每个k-mer 关联一个readID_pos 数组，里面记录了包含该k-mer 的readID 及该
k-mer 出现在该read 中的pos。故de Bruijn 图中要记录的是所有k-mer 的readID_pos 数组。由于k-mer 较多（共 4
k
个），故de Bruijn图的建立消耗大量内存。为了进一
步加快查找速度，将de Bruijn图建立成无冲突的哈希表形式，即给定k-mer 后，
在常数时间内找到该k-mer 关联的那个readID_pos 数组。
1.5.4 更新决策表策略
决策表中存了read 的如下信息：readID，方向orientation，刚刚进入决策表时
当前k-mer 出现在该read 中的位置first_pos，当前k-mer 出现在该read 中的位置
cur_pos（若当前k-mer 未出现在该read 中，则cur_pos 为0），最后出现在该read
中的k-mer 的出现位置lastappearpos，拼接过程中所用到的k-mer 在该read 中的出
现次数k-merappeartimes，未出现次数k-merunappeartimes，未出现连续块数
k-merunapperblocks，及该read 的状态status，删除标记delsign，锁定标记locked。
其中read 的状态有如下 4 种：拼接状态，终断状态，成功状态，失败状态。以上哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
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信息在拼接过程中都会用到，通过更新上述信息，可以知道一个read 是否可参与
k-mer 评分；如果是，该read 所占权值是多少。
1.5.5 后继k-mer 选取策略
后续k-mer 只可能有 4 种情况，算法中给每种情况评一个分数，选取最高分作
为后续k-mer。评分时要用到决策表中的一些read，这些read 选取有3 种情况：1
是选择决策表中所有拼接状态的read；2 是选择决策表中部分拼接状态的read；3
是选择决策表中的某条拼接状态的read。参与评分的read 的选取至关重要，这直
接关系到后续k-mer 选取的正确性。哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
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第2章拼接模型
在这一章中，首先分析数据，给出问题的模型，然后分析问题的模型，给出
解决问题的总体框架。确定好解决问题的框架后，下一张将详细叙述相关的数据
结构以及解决问题的具体策略。
2.1 数据分析
要想清晰地认识整个问题，先要了解测序仪产生的数据。实际上，测序仪产
生的数据不同，问题就不同。第一代测序仪较少，较长read，而新一代测序仪则
产生较多，较短read，使拼接问题变得更加复杂。
测序仪测出的数据有如下特征：
（1）read 的复本较多，通常有6 个复本以上，所有read 及其复本能覆盖整个
基因组两到三次。
（2）基因组中有些位置被较多read 所覆盖，有些位置被较少read 所覆盖，
这些位置是随机的，不可预知的。
（3）每个read 的每个碱基都有一个质量值，该质量值能反映该碱基的正确
率。质量值越高，则碱基的正确率越高。每条read 都是从5‘端测到3‘端，其中5‘端的碱基正确率较高，而3‘端正确率稍低。
（4）有些read 上含有未知碱基，如果在测序过程中有些碱基没有被识别出
来，则该位置的碱基用字母N 表示。
（5）有些read 上碱基A 含量过高（超过90%），甚至所有碱基都是A。这样
的read 错误率较高，在拼接过程中应尽量避免使用该类read。
2.2 问题建模
根据DNA 测序过程，本文建立了如下模型：设G 是一个字符串，称之为基因
组。取G 的10 个复本，然后将每个复本在随机的位置断开，形成一些小的字符串
片段，每个片段长度小于100 个字符。接着扔掉一些稍长的和稍短的字符串片段，
将剩余字符串片段切成定长的字符串保存在多重集U 中，称U 中的字符串为read。
字符串上的每个字符都来自字符集｛A，C，G，T｝，每个字符就是一个碱基。这
些字符串长度都是L，考虑到新一代测序技术，L 的范围是10 个字符串上的每个字符都有一个正确率，并且这些字符串能完整的覆盖原始基因 组G。 现在要利用集合U 中的read 拼接成原基因组。有时候，需要使用一条read 的 反向互补序列，即将read 上每个碱基互补之后再将所得到的字符串反转。实际上，哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 12 - 当前拼接的碱基片段始终处于DNA 的上链，但一条read 可能来自DNA 的上链或 下链。故一条read 本身及其反向互补序列都要参与拼接过程，称read 本身的序列 为正向read，其反向互补序列为反向read。不管是正向read 还是反向read，其碱 基方向都是从5‘到3‘的。 当然，多数情况下read 上的碱基错误率很小（小于万分之一），只有每个read 的3‘处几个碱基出错的概率相对高些，故正向read 的3‘处碱基错误率较高，反向read 的5‘处碱基错误率较高。这些碱基可能被丢弃，此时实际上只有该read 的一 个前缀或后缀在参与拼接。若read 上参与拼接的碱基长度大于事先指定的阈值 minL，则称该前缀（后缀）为成功拼接前缀（后缀），称该read 为成功拼接read。 所以，当前拼接的碱基片段是由成功拼接read 相互重叠而成。如图2-1 所示。 read1 A C G T A read2 C G T A C read3 G T A C G read4 T A C G T 当前拼接片段 A C G T A C G T 图2-1 当前拼接片段与read 关系 显然，当前拼接的碱基片段有如下性质： 性质1 对于碱基片段上任何一个碱基，都存在一条成功拼接read，使得该碱 基出现在该read 上。即碱基片段上每一个碱基都能被一条成功拼接read 所覆盖。 现在要找一个U 的子集S 及一个碱基序列g，满足如下条件： （1）给定阈值quality 和contentA，S 中的read 上碱基质量平均值不小于 quality，read 上不含未知碱基，且read 上碱基A 的含量不超过contentA； （2）S 中所有read 都是成功的，U-S 中所有read 都不是成功的； （3）S 中的read 尽可能的多； （4）g满足性质1。 此时，g 就是最终想要得到的基因组。当然希望g 与G 越接近越好，最好的 结果就是g与G 相同。 2.3 模型分析 实际上，如果没有条件（3）的限制，则满足条件的S 和g有很多，若S 中read 较少，就会导致g和原基因组差别较大，原因是没有充分利用测序仪所测出的read。 由于U 中的read 是能够完整覆盖原基因组的，故理想情况下，S 中的read 也能完 整覆盖原基因组，即使是这样，也不能保证g 与原基因组完全一样，主要原因是 基因组中存在大量重复片段。另外，测序过程中的错误也不容忽视。设ra，rb 是S 中的两条完全一样的read，则有如下几种可能： （1）rb 是ra 的复本（或ra 是rb 的复本）；哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 13 - （2）rb 不是ra 的复本，他们是来自重复片段的两条read； （3）rb 中包含测序错误，ra 中无错误，导致rb 碱基与ra 相同； （4）ra 中包含测序错误，rb 中无错误，导致rb 碱基与ra 相同； （5）ra 和rb 中都有错误，它们的碱基相同纯属巧合。 所以，现在能做的是使碱基序列g 尽可能与原始基因组一致，存在误差在所 难免，本文要使该误差尽可能的小。其中，集合S 的选取很重要，实际上，S 需要 在拼接过程中动态生成，每当有成功的read 出现，就把它并入S 中。从而生成策 略的好坏会直接影响S 中read 数量以及g上的每一个碱基。 设R 是U 中所有满足条件（1）的read，显然S 是R 的子集，故S 的基数不 会超过R 的基数。实际上，要想让R 中所有read 成功参与拼接是很困难的，以至 于无法在有效的时间内判断是否存在一个拼接策略，使得R 中所有read 都成功参 与拼接。但先可以先构建集合R，采用启发式搜索策略，让R 中的read 逐条参与 拼接。 2.4 模型求解 由于该问题比较复杂，直接由read 得到整个基因组相当困难，甚至是不可能 的，故需要将该问题划分为几个子问题，分如下几个阶段解决： （1）由read 集合构建contig 集合； （2）由contig集合构建supercontig 集合； （3）由supercontig 集合构建整个基因组。 在本文中主要完成第一阶段的求解。这一阶段是把read 拼接成contig，contig 是比read 稍长的碱基片段，并且满足性质1。本文规定，contig长度至少是100bp， 有的contig 很长，长达几万甚至几百万bp。实际上，contig 长度越长越好，理想 情况下contig 长度与原基因组一样长。较长的contig 有利于后面的contig 组装过 程。本章的以下内容将讨论contig 的简单拼接过程，稍复杂的策略将在后面的章 节讨论。 2.4.1 拼接总体思路 假设所有满足上述条件（1）的read 都已经存到了read 库中，下面就用这些 read 来构建contig。给定k 值后，长度为k 的一个DNA 片段称为一个k-mer。一 般地，k 要小于每条read 的长度L，故每条read 中含有k-mer 数量为L-k+1。一个 k-mer 的第一个碱基在一个read 中出现的位置记为pos，pos 的值从1 开始，最大 为L-k+1，如图2-2 所示。 选定一个初始k-mer 后，通过对该kmer 不断扩展，来得到一条contig。一个 k-mer 上有k 个碱基，而碱基共有四种，故扩展下一个碱基有四种选择，这样就会哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 14 - 形成一个四叉树，如图2-3 所示。 A A C C G C T A C T A T read碱基： k-mer1 pos=1， （最小pos） k-mer2 pos=5 k-mer3 pos=9， （最大pos） 图2-2 k-mer 在read 中的位置（k=4，L=12） k-mer0 k-mer11k-mer12k-mer13k-mer14 图2-3 k-mer 扩展后形成的四叉树 显然，这个四叉树的深度是无限的，任何一个子树的深度也是无限的。算法 中要设定终止条件，不能让它无限地扩展下去。实际上，该树中任何一条有限的 路径都可能成为一条contig，每条contig 都可以使一些read 成为它的子串，所以 可以用read 库中的read 来评价contig的好坏。虽然可以用无信息搜索的方法来拼 接contig，但现在的问题是，有些contig 长达几万bp，这样算法要搜索上万层， 搜索空间过大，以至于不能在有效的时间内完成。故本文采用启发式搜索，来减 少时间开销。 在一条contig开始拼接前，需要根据一定策略，选定树中一个初始k-mer，接 下来就可以在以该k-mer 为根结点的子树上开始搜索。搜索时采用贪心策略，每一 步选择在当前看来最优的后继k-mer，直到满足事先设定的终止条件，结束一条 contig 的拼接，接着开始下一条contig 的拼接。直到没有合适的初始k-mer 可供选 择，整个拼接过程结束。 由于选定初始k-mer 后，可以向该k- mer 的两端分别扩展，故初始k-mer 选取 的好坏对拼接结果影响不大。故该问题的关键是选取后继k-mer。后继k-mer 如果 选择的好，contig 会拼接得较长，会有较多的read 成功参与拼接；后继k-mer 如果 选择的差，contig会拼接得较短，会有较少的read 成功参与拼接。 2.4.2 contig 的构建过程 contig 的构建过程主要有如下几步： 步骤一，选取初始k-mer。 拼接contig时，首先要选定一个初始k-mer。初始k-mer 要满足以下条件：哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 15 - 1) 给定阈值min_read_num，要使该k-mer 至少出现在min_read_num 条read 上； 2) 该k-mer 出现在每条read 上的pos 为1。 只要有k-mer 出现在某条read 上的pos 为1，该read 就可以开始参与拼接。 这时，contig 上会有初始k-mer 的k 个碱基，如图2-4 所示。这样，就会有至少 min_read_num 条read 参与拼接，这些read 会影响到初始k-mer 的扩展过程。 read1 A A C C G C T A C T A T read2 A A C C G C A A C T A T read3 A A C C G C T C C T A T read4 A A C C G G T A C T A T read5 A A C C T C T A G T A T 初始k-mer A A C C contig A A C C 图2-4 初始k-mer（k=4，L=12，min_read_num=5） 称图2-4 为read 拼接过程图。以后每当有read 开始参与拼接时，就要将这些 read 加入到该图中，每当有read 结束拼接时，就要将这些read 从该图中删掉。此 时，初始k-mer 为当前k-mer，初始k-mer 出现在某条read 中的pos 为该read 的当 前pos，记为cur_pos，现在所有read 的当前pos 为1。至此，步骤一结束，接下来 进行步骤二。 步骤二，选取后继k-mer。 接着要选取当前k-mer 的后继k-mer。后继k-mer 至少要满足如下条件： 1) 后继k-mer 的前k-1 个碱基与当前k-mer 的后k-1 个碱基相同； 2) 后继k-mer 要尽可能多的出现在正在参与拼接的read 中，且出现的位置为 read 的当前pos+1，这时称该k- mer 出现在该read 的合适位置上； 3) 后继k-mer 要使尽可能多的read 开始参与拼接。 显然，给定当前k-mer 后，候选的后继k-mer 有四个，如图2-5 所示。接上面 的例子，选定的后继k-mer 是ACCG，此时，contig上多了一个碱基，当前k-mer 变为ACCG，read1 至read4 的当前pos 变为2，read5 处于拼接中断状态。由于当 前k-mer 可能出现在其它read 上，且出现的pos 为1，所以要让这些read 开始参 与拼接，如图2-6 中的read6，read7，read8。 初始k-mer A A C C 候选后继k-mer1 A C C A 候选后继k-mer2 A C C C 候选后继k-mer3 A C C G 候选后继k-mer4 A C C T 图2-5 初始k-mer 的后继k-mer 接下来，需要反复重复步骤二，直到找不到合适的后继k-mer 为止。虽然每次哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 16 - 必定能产生四个候选的后继k-mer，但当出现如下情形时，没有合适的后继k-mer 可供选择： read1 A A C C G C T A C T A T read2 A A C C G C A A C T A T read3 A A C C G C T C C T A T read4 A A C C G G T A C T A T read5 A A C C T C T A G T A T read6 A C C G C A A C T A T C read7 A C C G T T A C T A T C read8 A C C G C T G C T A T C 初始k-mer A A C C 后继k-mer A C C G contig A A C C G 图2-6 新的read 开始参与拼接（k=4，L=12，min_read_num=5） 1) 对于任意一个候选后继k-mer，它不出现在任何当前参与拼接的read 的合 适位置，即不管我们选择哪个后继k-mer 都将导致read 拼接过程图中所有read 处 于拼接中断状态； 2) 对于任意一个候选后继k-mer，对于任意一条read 库中的read，该k-mer 不 出现在该read 上pos 为1 的位置，即不管我们选择哪个后继k-mer，都不会使新的 一批read 开始参与拼接。 当上述情形同时出现时，我们将找不到合适的后继k-mer，此时一条contig拼 接结束，如果该contig 足够长（长度不小于100bp），我们会保存该contig，否则 我们将丢弃该contig。如果我们丢弃了该contig，我们要把那些处于成功拼接状态 的read 从新加入到read 库中，让它们继续参与后面的拼接。 如果没有找到合适的后继k-mer，则转到步骤一，开始下一条contig的拼接过 程。直到某时刻初始k-mer 选取失败时，整个拼接过程结束。当出现如下情形时， 初始k-mer 选取失败： 1) read 库中所剩read 已经不多了，任意一个k-mer 都出现在至多 min_read_num-1 条read 上； 2) 有些k-mer 虽然出现在至少min_read_num 条read 上，但这些k-mer 中的任 意一个都至多出现在min_read_num-1 条read 上pos 为 1 的位置。 如果有上述情形之一出现时，将导致初始k-mer 选取失败，整个拼接过程结束。 拼接过程中，有如下情形需要特殊处理： 1) 若某条read 的当前pos 达到了L-k+1，那么这条read 上的所有碱基都出现 在contig 上了，即这是一条成功拼接read，上述模型中的read 集合S 就是由这些 read 组成的。我们要记录该read 并将其在read 库中删除掉，以保证在以后的拼接 过程中不在使用该read。该过程如图2-7 所示。 2) 若当前k-mer 没有出现在某条正在参与拼接read 的合适位置上，则该read哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 17 - 处于拼接中断状态（如图2.6 中的read5）。设x是一个k-mer，y是x的后继k-mer， x 出现在该read 的合适位置，而y 没有出现在该read 的合适位置，我们记录x 出 现在该read 上的pos，称为last_appear_pos，并将该read 的当前pos 置0，这就是 中断read 的处理过程，如图2-8 所示。显然，会有连续的k 个k-mer 不出现在该 read 的合适位置上，如图2-9 所示。第k+1 个k-mer 出现的合适位置为 last_appear_pos+k+1。此时又有如下两种情况： a) 第k+1 个k-mer 确实出现在该read 的合适位置，我们令该read 从拼接中断 状态转为拼接状态，当前pos 设置为last_appear_pos+k+1，此read 继续参与后面的 拼接过程； b) 第k+1 个k-mer 没有出现在该read 的合适位置，我们令该read 从拼接中断 状态转为失败状态，则该read 暂时退出拼接过程，我们要在read 拼接过程图中删 除它，直到某时刻当前k-mer 出现在该read 上且pos 为 1 时，该read 才能从新参 与拼接。当然，该read 有可能再也无法参与拼接了，等待拼接过程全部结束后， 它会残留在read 库中。 ... read_i-k Read_i+l ... 集合S ... read_i-1 read_i read_i+1 ... read库 read状态拼接图 read_i read_j read_k contig A G CGTCA CGTC ACGT TCAA C ... read_i-k read_i read_i+l ... 集合S ... read_i-1 read_i+1 ... read库read状态拼接图 read_j read_k contig G CGTCA ACGT TCAA C 更新 更新更新 read_i当前 pos为L-k+1 （最大pos） 图2-7 处理成功拼接read（k=4，L=5） A ACC T ... AACC ACCG AACC G read5: 人体经络走向和24小时气血运行 五脏属阴：心、肝、脾、肺、肾。 六腑属阳：胆、胃、大肠、小肠、膀胱、三焦。 人体分三阴、三阳十二经络走向。 1.手三阴，手三阳—手三阴从胸部走向手部，手三阳从手部向头部。 2.足三阴，足三阳—足三阴从足部走向胸部，足三阳从头部走向足部。 23：00-经络胆经，身体准备休息，继续恢复细胞工作。 24：00-是身体生理的最低潮，胆经流向肝脏的阶段。 01：00-经络走到肝经，不易熬夜，对疼痛较敏感，舌中厚黄。 02：00-除肝脏以外，大部分器官工作缓慢，是肝经走到肺经阶段。 03：00-经络走肺经，生命力弱，全身休息，血压低，呼吸脉搏次数低。 04：00-血压更低，全身器官节奏慢，听觉敏锐，肺到大肠阶段。 05：00-经络走肠经，此时全身精神饱满。 06：00-血压升高，心跳加快，大肠兴奋，走到胃经阶段。 07：00-经络走胃经，吃五谷杂粮，不易吃荤菜，荷尔蒙肾上腺分泌高潮，体温血液循环加快，免疫力加强。 08：00-肝脏内的毒素会排出，不宜饮酒，以免增强肝脏负担，胃到脾经。 09：00-脾经人体活动力提升，痛感最低。 10：00-精力充沛，记忆力注意力处于最佳状态，脾经走到心经。 11：00-经络走心经，心脏易工作，不易疲劳。 12：00-全身总动员的时候，此时不宜立即进食，可延后点，对酒精比较敏感，心经到小肠经。 13：00-经络走小肠经，所以午餐应吃的营养，肝脏休息。 14：00-此刻是人体的最低点，反应迟钝，精神迟钝，小肠到膀胱经。 15：00-精神好转，器官敏锐，嗅觉和味觉工作能力逐渐恢复。 16：00-从膀胱经走到肾经。 17：00-走到肾经工作效率最高。 18：00-体能下降，肾经走到心包经阶段。 19：00-经络走到心包经，血压升高，情绪最不稳定。 20：00-当天的食物和营养储备充足，反映灵敏，心包经走到三焦经。 21：00-经络走到三焦经，记忆力增强。 22：00-体温下降，体质下降，身体器官处于第二低潮，三焦经到胆经。 人体经络运行时间 参考24小时气血在经络中的运行时间，统筹合理的安排好自己和家人的作息时间，即使你不相信这个人体经络运行时间，据此安排也没有坏处，生物钟我们还是相信的吧，我还看到过一个秘方，说肝癌或肺癌患者在癌症还没有发作的最初，晚上睡觉时，在肝经肺经运行的凌晨1:00~3:00和3:00~5:00时间段里，基本每天都会醒来，如果早留意到这个问题，尽早对肝经肺经进行调理，也许就避免了癌症的发展，这个说法未经科学印证，我们了解一下也无不可，在顺应春生夏长秋收冬藏四季之大势外，其实我们平时也最好根据这个人体经络运行时间，一天之中合理安排自己和家人的作息，细节决定健康啊。 还有啊，根据这个人体经络运行时间，中午11:00~下午1:00，气血流注于心经，所以中午不宜剧烈运动，就是担心在心经气血充盈时，造成血脉运行紊乱，血不归经，因此应适度休息，但午睡不宜过久。 24小时气血在经络中的运行 中医将一天分成十二个时辰，并用十二地支代表，子午流注学说。子午流注学说是中医学的主要组成部分，是研究人体气血运行的时刻表。中医认为，自然界与人是统一的整体，自然界的年、季、日、时周期变化，影响着人们的生理、病理相应的周期变化，如人的脉象、春弦、夏洪、秋毛、冬石；人的病情变化多半是早晨轻、中午重、夜晚更重，这些情况和人体气血运行有关，也就是在不同的时辰，气血运行到不同的经络，对人体的生理，病理起到了直接的影响，恰如现代科学提出的生物钟效应相似。子午流注学说认为，人体气血的运行是按照一定的时间循环无端，连成一个大的循环通道，即十二经络的连接顺序为： 其歌诀： 寅时气血注于肺，卯时大肠辰时胃， 已脾午心未小肠，膀胱申注酉肾注， 戊时心包亥三焦，子胆丑肝各定位。 《黄帝内经》记载，每天十二时辰和人的十二经络的运行是有规律的，掌握这个规律，养成良好的生活习惯，你就会得到健康的身体。简单介绍如下： 十二时辰对应十二正经生理系统 子时 23:00—1:00 足少阳胆经骨髓造血 丑时 1:00—3:00 足厥阴肝经肝脏修复 寅时 3:00—5:00 手太阴肺经呼吸系统 卯时 5:00—7:00 手阳明大肠经大肠 辰时 7:00—9:00 足阳明胃经胃 巳时 9:00—11:00 足太阴脾经脾脏 午时 11:00—13:00 手少阴心经肝脏造血 未时 13:00—15:00 手太阳小肠经小肠 申时 15:00—17:00 足太阳膀胱经膀胱 酉时 17:00—19:00 足少阴肾经肾脏 戌时 19:00—21:00 手厥阴心包经心脏、大脑 亥时 21:00—23:00 手少阳三焦经免疫系统修复 人体经络走向和24小时气血运行 人体内脏分为五脏属阴：心、肝、脾、肺、肾。 六腑属阳：胆、胃、大肠、小肠、膀胱、三焦。 人体分三阴、三阳十二经络走向。 1.手三阴，手三阳—手三阴从胸部走向手部，手三阳从手部向头部。 2.足三阴，足三阳—足三阴从足部走向胸部，足三阳从头部走向足部。 3.手三阴经络走向，手太阴肺经，手厥阴心包经，手少阴心经。 4.手三阳经络走向，手阳明大肠经，手少阳三焦经，手太阳小肠经。 5.足三阴经络走向，足太阴脾经，足厥阴肝经，足少阴肾经。 6.足三阳经络走向，足阳明胃经，足少阳胆经，足太阳膀胱经。 23：00-经络胆经，身体准备休息，继续恢复细胞工作。 24：00-是身体生理的最低潮，胆经流向肝脏的阶段。 01：00-经络走到肝经，不易熬夜，对疼痛较敏感，舌中厚黄。 02：00-除肝脏以外，大部分器官工作缓慢，是肝经走到肺经阶段。 人体五脏六腑位置图详细介绍 人体五脏六腑中何为脏何为腑呢？ 脏包括肺、肝、心、脾、肾五脏. 腑包括大肠、胆、小肠、胃、膀胱等分别和五个脏相对应地五个腑，但是有六腑是怎 么回事呢？因为将人体地胸腔和腹腔分为下焦、中焦、上焦为三焦，是第六个腑.b5E2R。 下面是一张人体五脏六腑位置图，从图中你可以清楚地看见各个器官地位置. 心，位于胸中，有心包卫护其外.是人体地生命主宰. 《内经》认为，心有三大主要生理功能： 其一，主血脉.即心推动血液运行和促使脉管跳动.若心跳停止，脉跳亦停，血液不流，人体各组织器官就“断炊”而死亡.p1Ean。 其二，主神明.“神明”指人地精神意识，思维活动.心功能正常，就表现神志清晰、对外界反应灵敏；若心有病变，则出现心悸、心烦、失眠、多梦等“心神不宁”地症状.中医认为，血是精神意识、思维活动地物质基础.临床上接受心脏移植地人，其性格、爱好、兴趣、爱憎都有倾向于授予脏器者倾向，足以说明心脏是人地主宰.DXDiT。 其三，开窍于舌.开窍，是指心脏与体表五官九窍地特定联系.透过舌质地淡红、淡白、紫暗，可知血地亏损和血中有热，此皆与心紧密相连.《灵枢.脉度》曰：“心气通于舌，心和则能知五味矣.”RTCrp。 肺，位于胸腔，左右各一，在人体脏腑中位置最高，故称肺为华盖.中医认为肺为国之宰相.肺有四大生理功能： 其一，主气司呼吸.全身气机(即气地升降出入运动)随着呼吸而动.肺也是人体吸入清气地场所；清气是维持人体生命活动地重要物质.修炼瑜珈功法，除“调身”、“调心”外，更重要地是“调息”，只有配合腹式呼吸才能达到真正地功效.5PCzV。 其二，主宣发、肃降.“宣发”可呼出浊气，把脾胃吸收地水谷精华宣发至全身；“肃降”可吸入清气，把吸入地清气和脾转输来地水谷精华向下布散.jLBHr。 其三，通调水道.由于肺地宣肃作用，可将水津宣发至体表化为汗液排出体外，并通过呼吸，化山水汽，呼出体外，同时使水液肃降下行，化为尿液，这样使水液内外上下畅通而行，故中医治疗水肿病，往往采取治肺之法.xHAQX。 其四，朝百脉.即人体地“百脉”之血都聚会于肺．经过气体交换以后．又朝向百脉，而使血液正常运行.也就是说，肺朝百脉可辅助心脏维持正常地血液循环.LDAYt。 宰相之谓贴切至极. 肝，位于腹腔，横膈之下，右肋之内.中医认为肝为刚脏，性如将军. 肝有四大生理功能： 其一，主藏血，可储藏血液，调节血量，而防止出血和保持一定地循环血量.如人在发怒时，易出现咳血或吐血.这是因为怒使肝气疏泄太过而上逆，使肝藏血功能失职， 人体经络运行时间 体内脏分为五脏属阴：心、肝、脾、肺、肾。六腑属阳： 胆、胃、大肠、小肠、膀胱、三焦。人体分三阴、三阳经络走向。 1. 手三阴，手三阳，手三阴从胸部走向手部，手三阳从手部向头部。 2.足三阴，足三阳，足三阴从足部走向 胸部，足三阳从头部走向足部。3. 手三阴经络走向，手三阳 经络走向，手太阴肺经，手厥阴心包经，手少阴心经。 4.手 三阳经络走向，手阳明大肠经，手少阳三焦经，手太阳小肠经5. 足三阴经络走向，足太阴脾经，足厥阴肝经，足少阴肾经。6.足三阳经络走向，足阳明胃经，足少阳胆经，足太阳 膀胱经。 24 小时气血在经络中的运行中医将一天分成 时辰，并用地支代表，子午流注学说。子午流注学说是 中医学的主要组成部分，是研究人体气血运行的时刻表。 医认为，自然界与人是统一的整体，自然界的年、季、日、时周期变化，影响着人们的生理、病理相应的周期变化，如 人的脉象、春弦、夏洪、秋毛、冬石；人的病情变化多半是也就是在不同的时辰，气血运行到不同的经络，对人体的生理，病理起到了直接的影响，恰如现代科学提出的生物钟效应相似。子午流注学说认为，人体气血的运行是按照一定的 早晨轻、中午重、夜晚更重，这些情况和人体气血运行有关， 时间循环无端，连成一个大的循环通道.即经络的连接顺 序为：其歌诀：寅时气血注于肺，卯时大肠辰时胃，已脾心未小肠，膀胱申注酝肾注，戊时包络亥三焦，子胆丑肝各定位。 体经络走向胆经—肝脏—肝经—肺经—大肠—肠经—胃经—脾经—心经—小肠经—膀胱经—肾经—心包经—三焦经—胆经 清晨03:00 —05:00 肺经，服用药物效果 寅时血气流注于肺，称为「手太阴肺经」。肺部功能欠佳者，在清晨时过敏性鼻炎及咳嗽、气喘易发作；有些医师认为严重气喘患者，应在此时起床服药，治疗效果会更好，且宜吃补肺饮食，如燕窝、银耳等。 早上05:00 —07:00 大肠经，吃蔬果排便顺卯时血气流注于大肠，称为「手阳明大肠经」，此时最适宜 方便」，因此很多早起的人就很容易排便，反之就容易便秘；所以清热滑肠最好的时间就是此时，由于有助大肠经的食物只有蔬菜水果，有便秘的人在此时，最好多吃蔬菜水果。 早上07:00 —09:00 胃经，一定要吃早餐 辰时血气流注于胃，称为「足阳明胃经」。阳明经是多气多血之经，此时人体的胃肠消化吸收最强，是营养能输送到各器官滋养脏腑的最佳时刻，这也是早餐在中医里很重要的因 人体经络走向和小时气血运行 人体内脏分为五脏属阴：心、肝、脾、肺、肾。 六腑属阳：胆、胃、大肠、小肠、膀胱、三焦。 人体分三阴、三阳十二经络走向。 1. 手三阴，手三阳，手三阴从胸部走向手部，手三阳从手部向头部。 2. 足三阴，足三阳，足三阴从足部走向胸部，足三阳从头部走向足部。 3. 手三阴经络走向，手三阳经络走向，手太阴肺经，手厥阴心包经，手少阴心经。 4. 手三阳经络走向，手阳明大肠经，手少阳三焦经，手太阳小肠经。 5. 足三阴经络走向，足太阴脾经，足厥阴肝经，足少阴肾经。 6. 足三阳经络走向，足阳明胃经，足少阳胆经，足太阳膀胱经。 24小时气血在经络中的运行 中医将一天分成十二个时辰，并用十二地支代表，子午流注学说。子午流注学说是中医学的主要组成部分，是研究人体气血运行的时刻表。中医认为，自然界与人是统一的整体，自然界的年、季、日时周期变化，影响着人们的生理、病理相应的周期变化，如人的脉象、春弦、夏洪、秋毛、冬石；人的病情变化多半是早晨轻、中午重、 夜晚更重，这些情况和人体气血运行有关，也就是在不同的时辰，气血运行到不同的经络，对人体的生理，病理起到了直接的影响，恰如现代科学提出的生物钟效应相似。子午流注学说认为，人体气血的运行是按照一定的时 间循环无端，连成一个大的循环通道，即十二经络的连接顺序为： 其歌诀：寅时气血注于肺，卯时大肠辰时胃，已脾心未小肠，膀胱申注酝肾注，戊时包络亥三焦，子胆丑肝各定 位。 23：00-经络胆经，身体准备休息，继续恢复细胞工作。 24：00-是身体生理的最低潮，胆经流向肝脏的阶段。 01: 00-经络走到肝经，不易熬夜，对疼痛较敏感，舌中厚黄。 02：00-除肝脏以外，大部分器官工作缓慢，是肝经走到肺经阶段。 03：00-经络走肺经，生命力弱，全身休息，肌肉全身放松血压低，呼吸脉搏次数低。 04：00-血压更低，胸部供血量最小，全身器官工作节奏慢，听觉敏锐，肺到大肠阶段。 05：00-经络走肠经，此时全身精神饱满。 06：00-血压升高，心跳加快，大肠兴奋，走到胃经阶段。 07：00-经络走胃经，吃五谷杂粮，不易吃荤菜，荷尔蒙肾上腺分泌高潮，体温血液循环加快，免疫力加强。 08：00-肝脏内的毒素会排出，不宜饮酒，以免增强肝脏负担，胃到脾经。 2013年效果图收费标准 一：家居收费标准： 1、单层楼层客厅：400元/张 2、复式楼层客厅：450-550元/张（看复杂程度） 3、别墅客厅：450-550元/张（看复杂程度） 4、卧室：300元/张 餐厅：300元/张 5、别墅起居室：300-500元/张 7、别墅外观：600-1200元/张 以上纯中式、欧式设计另加100元/张（简中简欧除外） 二：商业空间收费标准：- 办公类：- 1、大型办公室：400-800元/张（看大小） 2、前厅：：250-400元/张 3、过道：200-400元/张 4、单独办公室：300-500元/张（看大小） 5、小型会议室：300-600元/张（看大小） 6、大型会议室：400-800元/张（看大小） 娱乐类：- 1、大厅：600-900元/张 2、过道：400-800元/张 3、小型包厢：300-500元/张 4、大型包厢：500-800元/张 酒店类： 1、大堂（总台）：600-1000元/张 2、过道：300-500元/张 3、客房：300-元/张 4、高级客房：400-600元/张 5、休息大厅：300-700元/张 6、宴会大厅：500-900元/张 7、餐厅包厢：300-600元/张 8、餐厅豪华包厢：500-800元/张 以上所有视具体设计的难易及空间大小定价。 服务说明： 1、需求方需提供所要表达空间完整的平、地、吊以及各立面设计图。 2、同一空间内不同角度效果表现增加一个镜头另增收50% 3、修改局部及色彩免费更改，设计方案大面积变动更改视程度另收费（35%-50%）。 4、谢绝无完整设计图或无设计要求说明制作效果图。 5、以上收费仅限效果成图，不负责打印出图，成图的3D模型恕不提供。 室内装饰材料及施工工艺分析报告 班级:2014级12班 学号:2014207681 姓名:张科成 考察小组成员:张科成、王瑞康、明禹帆、解嘉文 前言: 由于人们长时间半生活活动于室内,因此现代室内设计,或称室内环境设计, 相对地就是环境设计系列中与人们关系最为密切的环节。室内设计的总体,包括艺术风格。随着社会发展的历代的室内设计,总就是具有时代的印记,犹如一部无字的史书。这里由于室内设计从设计构思、施工工艺、装饰材料到内部设施, 必须与社会当时的物质生产水平、社会文化与精神生活状况联系在一起;在室内空间组织、平面布局与装饰处理等方面。文中主要就是针对市场上的装饰材料的种类与市场价格进行调查。 首先就是对一组所选室内装饰效果图之中的各种造型结构所用材料名称,具体施工工艺步骤分析: 该室内设计以现代风格为基调,木地板、沙发、挂灯三者皆就是灰色系,起到很好的呼应效果。墙面以白色肌理效果为主,体现出简洁的现代格调。大量家居就是深棕色木质,与浅色木质,无论就是木制的柜子、储物架,带有木纹的地板,使墙面不至于过于呆板,小面积的小家具,画框的使用使空间通透而具有延展性, 金属茶几, 金属器具的摆 放以及大的落地窗更体现出浓浓的现代气息, 卧室也变得简单而不 简约。整个空间给人清新自然,简约时尚的感觉。 其中,窗户为塑钢窗,塑料窗易变形,强度不够。玻璃窗,保温、隔热,封闭性能好。厨房与客厅的灯采用了茶镜(茶晶或茶色玻璃制成的银镜,又指茶色的烤漆玻璃,其材质非常具现代感,广泛应用于室内外装修。在客厅与厨房的接壤处墙面用了少量大理石材质,该材质质地坚硬、耐磨、耐高温,有一定的吸水性,装饰效过极佳,表面易清洗。表面的花纹更就是添加了几分色彩,十分时尚!客厅的化纤地毯(耐磨性能好,并且富有弹性,价格较低,适用于一般建筑物的地面装修整体在大的空间里,设计师利用木纹地板营造清新氛围,带给人亲切感。同时利用窗帘的变化,以及纹理密集的沙发等等来增加空间的趣味性,很好的解决了大空间带给人的距离感。灯与规则的沙发、地毯、柜子、也起到了对比作用,使整个空间设计灵动而富有情趣 接下来就是对分析的几个材料进行市场考察材料, 市场能买到的品牌名称及价格,及优缺点: 一、木地板 1、实木地板就是木材经烘干、加工而成,具有花纹自然,脚感舒适,使用安全的特点,就是卧室、客厅、书房等地面装饰的理想材料。实木的装饰风格返璞归真,质感自然,在森林覆盖率下降、大力提倡环保的今天,实木地板则更显珍贵。 2、实木复合地板分三层实木复合地板、以胶合板为基材的实木复合地板等。三层实木复合地板由表层板、软质实木芯板、与旋切 经络(五脏六腑)运行时间表 人体有12条经络，一天有12个时辰(一个时辰相当于现在2个小时)。12个时辰与12条经络相对应的意义是什么呢？“气血迎时而至为盛，气血过时而去为衰，满天飞时乘其盛，补则随其去，逢时为开，过时为阖”，原来这12条经络是按时间的顺序的，就如潮汐一样，流动到哪儿，哪条经络就“涨潮了”，这时这条经络里的气血最为旺盛。所以很多医家喜欢在特定的时辰，去疏通在这个时辰气血最旺盛的经络，或在此时辰服下调理该脏器的药物，这样能收到事半功倍的效果。这就是经络、脏腑与时辰的关系。 23:00-1:00 子时：胆经 子时胆经当令：子时一阳生，就是这个时辰人体的阳气开始生发，人睡觉的时候不可超过晚上11点，子时一定要睡觉，经常熬夜会造成失眠的症状！胆经最旺。胆汁需要新陈代谢，人在子时入眠，胆方能完成代谢。“胆有多清，脑有多清。”凡在子时前入睡者，晨醒后头脑清新、气色红润。反之，日久子时不入睡者面色青白，易生肝炎、胆囊炎、结石一类病症，其中一部分人还会因此“胆怯”。此时辰应睡觉。 1:00-3:00 丑时：肝经 丑时肝经当令：此时肝血生发，肝藏血，肝主筋！所谓筋，就是具有弹性的东西，人体的筋都与肝有关，如果筋的弹性没有了，是由血出的问题，血供给筋，筋才付有弹性！丑时一定要熟睡，要不然就养不起肝血，不能达到血润筋的目的！“肝藏血。”人的思维和行动要靠肝血的支持，废旧的血液需要淘汰，新鲜血液需要产生，这种代谢通常在肝经最旺的丑时完成。如果丑时不入睡，肝还在输出能量支持人的思维和行动，就无法完成新陈代谢。黄帝内经讲：“卧则血归于肝”。所以丑时未入睡者，面色青灰，情志倦怠而躁，易生肝病。此时辰应睡觉。 3:00-5:00 寅时：肺经 寅时肺经当令：肺主气，寅时肺的工作是分配气血给其它脏器，心肝脾肺肾各需多少气血都由肺来分配，这个时辰人要进入深度睡眠才可完成分配，也就是人睡得特死的时候，在这段时间中如果醒过来是最不好的。举例说明：如果家中有心脏病的老人，要劝他（她）尽量不做早锻炼，心脏功能不好的人，心的气血分配不足的话，容易造成心梗，那是非常危险的！肺经最旺。“肺朝百脉。”肝在丑时把血液推陈出新之后，将新鲜血液提供给肺，通过肺送往全身。所以人在清晨面色红润，精神充沛。寅时，有肺病的人反映尤为强烈，剧咳或哮喘或发烧。此即为何咳嗽的人在这段时间咳得最剧烈，因排毒动作已走到肺；不应用止咳药，以免抑制废积物的排除。此时辰应深度睡眠 5:00-7:00 卯时：大肠经 卯时大肠经当令：卯时大肠开始排毒，这个时辰人要大便，一天当中此时是最顺其自然的时候，人要大解不需要你去刻意去控制，它自然而然的就在这个时辰当中进行。还有一点肺与大肠相表里，如果说大肠出了问题，也就是大解出了问题，要医治从肺找原因！大肠经最旺。“肺与大肠相表里。”肺将充足的新鲜血液布满全身，紧接着促进大肠经进入兴奋状态，完成吸收食物中水份与营养、排出渣滓的过程。此时是大肠的排毒，应上厕所排便。此时辰应排便。 7:00-9:00 51人体经络示意图 人体经络对于没有基础的人来说神秘而又高深莫测，因此学习和运用都有困难，在此用通俗的比喻显示人体经络示意图，以期便于理解人体经络。 无源之水是不可能长久的，河水之所以能够千年万年川流不息，就是因为有源头，而人体经络的源头就是存在于人体肾脏的先天元气。它保护人体不受病邪侵害，温煦人体脏腑，肢节，推动经络中的气血运行。没有了元气，那么人体的气血就会停止活动，生命就因此而终结。 河流上的大水库——脾胃，气血生化之源 大型的水库在河流上的租用举足轻重，他能调节水流的流量，为干枯的河道提供充足的水源。人体的脾胃通过对食物的运化，为经络这条“大河道”提供营养人体的气血。因此气血是否充足，是由脾胃的功能所决定。 河道——经络 河道就是河水的通路，人体的经络正式运行气血至脏腑、肢节的主要通道。 河水——气血 河水在流经的地域滋润万物，养护生命。而人体经络中的气血同样会滋养所流经的人体肢节与脏腑。 河流上的小水库——人体经络上的穴位 河流上的小水库可以调控河流中的水量，在干旱枯水的时节，可以补充河道中的流水。人体经络上的穴位也同样扮演着这样的角色。人体经络中的气血衰微时，脏腑功能就会受到影响，百病丛生。此时如果增补元气，加强脾胃功能，虽然可以收到很好的效果，但是费时较长，不能解决眼前救急的问题，启动经络上的穴位，补充并推动经络中的气血运行，便是解决这一问题的最好方式。 河流周围环境——五脏六腑、四肢 河流周围的生态环境要维持正常与平衡，那么河流的运行必须是正常的，河流中的河水必须是充足的，河道必须是畅通的，如果生态环境出了问题，那么河流的运行就出了问题。要解决问题，必须全面治理整条河流。人体的元气充沛，气血充足，经络畅通，那么人体脏腑四 如何做好效果图，每个人做图都有自己的一个套路，想法和过程。那么当然想做好图光感，质感，轮廓，冷暖过度，冷暖对比，必须得好（这不废话吗）。总之做好图一定要给自己找到一个套路，下面我就谈谈我的套路，我对图的理解。 一，如何入手 当你拿到一个空间或者刚刚建完模型的时候，你需要做什么？难道你看到有窗户就给个面光，看到有筒灯就给我射灯，看到有地板就从材质库里拖拽一个地板材质覆上就OK了吗？（有人回答：“是啊，就是这样啊，难道不是这样做吗。）那我告诉你，你错了，你第一步就错了。当你拿到一个空间的时候，你应该静下心来去理解这个空间，是什么空间？是什么风格？空间大小？哪个是主要表现的？哪个是次要表现的？哪个是主光？哪个是辅光？当你理解完这些的时候，图最终是什么样，已经就浮现在你脑海里了，而不是盲目去做。 二，布光方式 关于一个空间应该怎样去布光，顾名思义，许多人听了都会说：“哪有灯，就往哪布呗！” 呵呵，我只能说：“行你对”无语中。。。。。。。。。。。。 那么下面我就说一下，我的个人打光方法，我的布光方式向来都不是根据灯的实际灯位走的，而是该亮亮，该暗暗，一盏一盏亮起来，上回说道主次这个词，顾名思义，这个词非常重要，所谓的主次，“主”就是一张图最需要表现的地方，设计最有亮点的地方，是一张图的视觉中心点，“次”就是辅助“主”而出现的地方，也就是到视觉中心点的一个过度。一张图必须有2-3个过度关系。如图1-1 那么怎么才能让最主要的地方跳出来呢， 你可以用几中方式表现出来， 1. 用灯光的亮度去区分。 2. 用灯光的颜色去区分。 3. 用材质的深浅去区分。 4. 用材质的固有属性去区分（所谓的疏密关系） 至于我说的灯光要一盏一盏的亮起来，顾名思义就是主要的地方亮起来了，空间自然就有了一定亮度了。然后在给一些辅光。自然而然空间出来了。 三，冷暖关系 画图画久了的人一定对这个词不陌生吧，一做图就涉及到冷暖关系，想必你也一定对这个词有了深刻的认识了吧。但是对于初学者这个词可是不那么容易理解的。一说到冷暖关系。那些初学者肯定会说：“不就是窗外是冷光室内是暖光吗：” 我回答：“是啊，对啊，说的很正确：”但是你真正的理解吗，难道真的是像你说的那么简单吗？我来回答恰恰不是，冷暖关系是效果图中最不好掌握的，它涉及到一张图的角度，空间大小，窗户大小，材质属性，等一系列问题， -------------- 中医养生 中医将一天分成十二个时辰，并用十二地支代表，子午流注学说。子午流注学说是中医学的主要组成部分，是研究人体气血运行的时刻表。中医认为，自然界与人是统一的整体，自然界的年、季、日、时周期变化，影响着人们的生理、病理相应的周期变化，如人的脉象、春弦、夏洪、秋毛、冬石；人的病情变化多半是早晨轻、中午重、夜晚更重，这些情况和人体气血运行有关，也就是在不同的时辰，气血运行到不同的经络，对人体的生理，病理起到了直接的影响，恰如现代科学提出的生物钟效应相似。子午流注学说认为，人体气血的运行是按照一定的时间循环无端，连成一个大的循环通道，即十二经络的连接顺序为： 其歌诀：寅时气血注于肺，卯时大肠辰时胃，已脾心未小肠，膀胱申注酝肾注，戊时包络亥三焦，子胆丑肝各定位。 了解人体经络－日之中循行运转规律，把握生命中的每一刻，从呼吸做起，以经络为据，洞悉太极之理，尊阴阳之纲纪，诸十二经脉者，皆系于生气之原，气者生之本也，时者生之用也！ 献上十二时辰和人体经络时表，希望大家都能打开健康之门: 手太阴肺经寅时（3点至5点）—肺经旺。寅时睡得熟，色红精气足； “肺朝百脉。”肝在丑时把血液推陈出新之后，将新鲜血液提供给肺，通过肺送往全身。所以，人在清晨面色红润，精力充沛。寅时，有肺病者反映最为强烈，如剧咳或哮喘而醒。 手阳明大肠经卯时（5点到7点）—大肠经旺。卯时大肠蠕，排 毒渣滓出；“肺与大肠相表里。”肺将充足的新鲜血液布满全身，紧接着促进大肠进入兴奋状态，完成吸收食物中的水分和营养、排出渣滓的过程。清晨起床后最好排大便。 足阳明胃经辰时（7点到9点）—胃经旺。辰时吃早餐，营养身体安； 人在此时段吃早餐最容易消化，吸收也最好。早餐可安排温和养胃的食品如稀粥、麦片、包点等。过于燥热的食品容易引起胃火盛，出现嘴唇干裂、唇疮等问题。不吃早餐更容易引起多种疾病。 足太阴脾经已时（9点至11点）—脾经旺。已时脾经旺，造血身 一天当中各时段的经络气血运行时间表十二时，代计时单位。即子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二时辰。每一时辰相当于二小时， 子时相当于晚上11时至次日1时，丑时相当于1-3时，其余依次类推。此外，又把子时称为夜半或午夜、子夜；丑时称鸡鸣；寅时称平旦；卯时称日出；辰时称食时；巳时称隅中；午时称日中；未时称日昳；申时称晡时或日晡所；酉时称日入；戌时称黄昏；亥时称人定； 人正常活动有一定的规律，也就是所谓的生理时钟。而人体有12条经络，依顺序为胆、肝、肺、大肠、胃、脾、心、小肠、膀胱、肾、心包、三焦经等，气血会依时间游走各经络，这些经络如果出问题会导至气血循环不顺畅，引发身体各病症。 子时（午夜11点~1点） 子时是气血进入胆经最旺的时刻，是身体进入休养及修复的开始。胆的生理功能是内脏胆汁，帮助食物的消化代谢，胆经的盛衰对于事情的判断能力、临场的应变，有重大的影响。如果胆经出问题，就容易出现头晕目眩、耳鸣不聪、皮肤粗糙、胸胁疼痛、失眠多梦、胆怯易惊、忧愁易思、神智痴呆等的症状或黄疸性造成肝炎、胆石症、胆囊炎、神经官能症等。 丑时（凌晨1点~3点） 丑时是肝经气血最旺的时刻。肝脏能贮藏、分配和调节全身的血液、及疏导全身功能活动，使气血调和，另外和眼睛也有关系。如果肝经出问题就会有两胁肋胀痛、胸闷不舒、胃口不佳、口苦想吐、腹胀腹痛、黑斑、眼袋、黑眼圈、头晕目眩等症状甚至因肝气郁结导致的精神官能症、慢性肝炎、胆囊炎等。 寅时（凌晨3点~5点） 寅时气血是肺经的时辰，是气血由阴转而阳的关键时辰，应注意肺经的保养及身体及空气温度的调节。如果有问题就会出现发热怕寒、鼻塞流涕、头痛、气喘胸闷或慢性支气管炎、肺气肿、肺结核等。 卯时（早晨5点~7点） 卯时是大肠经气血流注于此的时刻，如果能于此时正常排便对身体是有帮助的。大肠运送排泄废物，如果饮食失调、误食不净食物，或其它脏腑失调，都会引起大肠疾病。如果大肠经有问题就易出现口干舌燥、腹胀腹痛、便便稀烂、肛门灼热、便浓血等症状，或肠胃炎、盲肠炎、肠功能紊乱、习惯性便秘、肠肿瘤等。 辰时（上午7点到9点） 当辰时是气血流注胃经，此时吃进的食物最易被消化、吸收、代谢、利用，提供一天所需热量。胃是消化食物转化全身营养的枢纽，饮食不节制、暴饮暴食或是病毒入侵，都会伤害到肠胃而出现胀满疼痛、呕吐反胃、口臭等症状，导至急慢性胃炎、胃溃疡、胃癌、消化不良等。 巳时（上午9点~11点） 巳时是气血流注于脾经时候，也是气血最旺的时期。不论补气补血或补阳补阴，都要顾及脾胃，避免伤胃败脾，此时不宜食用过于燥热的食物。如果脾脏虚若就易出现胃口不佳、四肢倦怠、头晕、面色萎黄、皮下出血、腹胀易打嗝的症状。导至胃肠炎、消化性溃疡、胃下垂、胃肠功能紊乱等疾病。 午时（中午11点到1点） 午时是心经气血充盈的时辰，应该调养休息。心主血脉和神志，如果血脉运行有 高手教你学画图效果图与鸟瞰图系列教程 -------------------------------------------------------------------------------- 来源：建商网作者：superlhy 一、建模 对于一张效果图的工作量来说，建模无疑占了一半以上的工作量，而且建模也是相当费神的。因为CAD没有3ds或3dmax那种object的隐藏功能，而且编辑功能也差，看着屏幕上花花绿绿密密麻麻的线框图会令人眼花瞭乱，因而许多人就打了退堂鼓而把自己的设计方案交给并不太熟悉自己意图的人去画效果图。 在建模之前首先要熟悉建筑方案，对层数，层高，体量，材质等有个大致的了解，必要时可勾一张徒手草图。然后规划好建模的步骤以及图层，一般可用不同的图层来对应不同的材质。在CAD 中先设定一个snap值（我一般设为50,对于建筑效果图来说已经足够了），然后把参考平面整理一下，使之变为只有一个图层的图，并把图层换一个比较灰的颜色，以免跟其它层混淆。将参考图的定位点（如柱子的角点)跟snap点对齐（我定于0,0,0)，以便于今后的操作。 墙的模型可用PLINE线来绘制。有的人没养成良好的建模习惯，建的模型奇大无比，面数是我的2到3倍。因为不论什么墙他都用一条带宽度和厚度的PLINE线来画，画高层时也是建了一层后ARRAY 上去，大家想想，一条带宽度的PLINE线有12个面，那这样一来就很可怕了。在没有用上1GHz的电脑前还是要省面为好。我建一道墙时用的是一条零宽的多义线绕着轮廓走三道（有时只走两道）,这样这道墙只有6个或4个面了。而且是一直升到顶不用ARRAY（当然要计算一下它的Thickness)。视点看不到的就不用建了。但是我建议室内的楼板和墙柱等也要建出，因为可能要用到透明玻璃。千万注意窗框栏杆等的尺度，不要建得太粗，否则会死的很惨的。 建模时最好设三到四个视窗，定义2个UCS（正立面和側立面各一个）。要熟悉UCS,VIEW,CHPROP 等命令。遇到了较为复杂的模型可用实体建模的方法，或是在3dmax之中再补上。建模时要适当考虑地形，一般要把路，草地，广场，台阶都建出来。然后用DVIEW命令设一个相机进行观察。 模型建完后可EXPORT成.3ds或.DXF的文件，以便在3dmax之中导入。也有人直接在3dmax中直接调入.dwg文件。 二布光的过程及原则 光的设置方法会根据每个人的布光习惯不同而有很大的差别,这也是灯光布置难于掌握的原因 之一.布光前应对画面的明暗及色彩分布有一定的设想,这主要是为了使灯光布置具有目的性.接下 来就是如何用3D STUDIO MAX中超现实的灯光去模拟自然光复杂的变化. 布光的原则有以下几条: 1. 在3D STUDIO MAX 场景中要注意留黑. 绘画时, 颜料的载体是白纸, 因此要尽量利用画纸的空白,为进一步修改留有余地, 并且将白色本身作为一种色彩进行处理. 在3D STUDIO MAX场景中黑色是基 观景月台是本农业观光园重要节点之一，不仅起到了人流引导作用，也用于展示周围大面积水稻田。由废弃的火车站站台改造，形式遵从其原貌，为观景需要，适当增高底座。月台为T字顶棚开敞型，正前方即浅水铁轨，凸显月台特色，便于游客近距离体味此段废弃铁路的过往，同时与稻田景观起了良好的衔接作用，四周视野开阔，有大片稻田和散布田间的木栈道，给游客与自然亲密接触的机会，风景如画，人在画中游，也为其前后隧道口和栈桥两个节点人流疏导。 立体游步道和小剧场是本农业观光园西南角一大亮点，立体游步道用于观赏区块所有景色，小剧场为附近居民及游客提供文娱表演的场地。立体游步道造型现代，有两个主要观景平台，高低方位均不相同，为游客全方位游赏提供便利，步道材料由钢筋混凝土做骨架，原木做扶手，两种截然不同材料的混合使用，营造淳朴大气的景观效果。小剧场分舞台和座椅两部分，舞台外围通过游步道的三根支撑柱做骨架，用钻孔的锈红耐候钢板拼接，聚散有秩的圆孔不仅起到良好解决剧场与外部联通问题，同时通过光线散射可制造较好的景观效果，耐候钢板与周围环绕的翠绿茶园颜色对比，给游客视觉冲击，剧场座椅以废旧铁路做原材料进行改造，保留该场地的特色，也给游客与铁道亲密接触的机会。 下沉创意广场是本区块中重要游客休息场所。广场位于农业观光园西北部，周围有大片稻田，主要和栈桥相连。创造大面积稻田里的小空间，注重私密性。在下沉坡道处设置斜坡草坪，放置水稻创意小品，将内外合理过渡，同时强调广场的创意和动感，让游客在亲近自然的同时体验心意创意的现代节奏。四周另设休闲阶梯座椅，享受阳光和自然的同时，给游客及附近居民一阅读交流的空间。广场中央为旱喷区，所有用水通过雨洪处理收集，并且多次循环利用。旱喷区为游客提供娱乐嬉水的机会，通过间隔喷水变换出水口和出水量等方式创造自由欢快气氛。 水上餐厅是本观赏农业园的特色区块，重要景观节点。将城市公园旁未加合理利用的水塘进行系列改造，把农业观光和饮食文化较好的融合。水塘一分为二，将水自然的流动起来，上层有餐厅和互动用的水车，餐厅为木结构，现代化室内装修注重以人为本，以茅草装饰屋顶，外有花架廊道和小桥流水，与外部空间营造田园风尚。餐厅提供观光园种植的有机植物，给游客味觉享受。视觉上，由水车的外力作用下水流向下一层，形成小瀑布景观，下有一莲池，给游客良好的观景体验。 隧道为观光园重要节点之一。位于全园中心位置，上有高架下有铁轨，一头连接大面积稻田一头则与入口主干道相通，具有重要交通导向作用。隧道建于高架两立柱中间，良好的解决了高架对本农业观光园景观的影响。隧道总体呈圆弧型，方便通行，长短适宜极具透视感，周围栽种高大乔木，适当与稻田景观隔断，引导人流前行。隧道通过耐候钢钢板不规则交织拼接构造，与外界互通，游客行走其中仍能感受自然光线，高架外壁适当粘贴钢板，中间紧密向两边疏散，使两大体量建筑良好交接。隧道沿着废旧铁路穿过高架，游客行走铁轨之间，提供有趣体验的机会，铁轨两旁摆设人物雕塑，诙谐生动引导人流，不同年代人物特征明显，强调守与望的主题。 人体经络走向和24小时气血运行 人体内脏分为五脏属阴：心、肝、脾、肺、肾。 六腑属阳：胆、胃、大肠、小肠、膀胱、三焦。 人体分三阴、三阳十二经络走向。 1.手三阴，手三阳，手三阴从胸部走向手部，手三阳从手部向头部。 2.足三阴，足三阳，足三阴从足部走向胸部，足三阳从头部走向足部。 3.手三阴经络走向，手三阳经络走向，手太阴肺经，手厥阴心包经，手少阴心经。 4.手三阳经络走向，手阳明大肠经，手少阳三焦经，手太阳小肠经。 5.足三阴经络走向，足太阴脾经，足厥阴肝经，足少阴肾经。 6.足三阳经络走向，足阳明胃经，足少阳胆经，足太阳膀胱经。 24小时气血在经络中的运行 中医将一天分成十二个时辰，并用十二地支代表，子午流注学说。子午流注学说是中医学的主要组成部分，是研究人体气血运行的时刻表。中医认为，自然界与人是统一的整体，自然界的年、季、日、时周期变化，影响着人们的生理、病理相应的周期变化，如人的脉象、春弦、夏洪、秋毛、冬石；人的病情变化多半是早晨轻、中午重、夜晚更重，这些情况和人体气血运行有关，也就是在不同的时辰，气血运行到不同的经络，对人体的生理，病理起到了直接的影响，恰如现代科学提出的生物钟效应相似。子午流注学说认为，人体气血的运行是按照一定的时间循环无端，连成一个大的循环通道，即十二经络的连接顺序为： 其歌诀：寅时气血注于肺，卯时大肠辰时胃，已脾心未小肠，膀胱申注酝肾注，戊时包络亥三焦，子胆丑肝各定位。 23：00-经络胆经，身体准备休息，继续恢复细胞工作。 24：00-是身体生理的最低潮，胆经流向肝脏的阶段。 01：00-经络走到肝经，不易熬夜，对疼痛较敏感，舌中厚黄。 02：00-除肝脏以外，大部分器官工作缓慢，是肝经走到肺经阶段。 03：00-经络走肺经，生命力弱，全身休息，肌肉全身放松血压低，呼吸脉搏次数低。04：00-血压更低，胸部供血量最小，全身器官工作节奏慢，听觉敏锐，肺到大肠阶段。05：00-经络走肠经，此时全身精神饱满。 06：00-血压升高，心跳加快，大肠兴奋，走到胃经阶段。 特色信号万法归一《黑马全息》飞狐交易师全源码指标公式 系列附效果图和使用方法 (点击图片放大看大图) 使用方法： 1.本公式使用日线数据，首先要保证数据齐全,当买入信号出现后，即表明此处已是中期底部的末期，不一定要立刻买进，要根据成交量和低位还手情况决定是否买入，有些指示出现信号会后立即拉升，有些信号出现后可能还有小的回调，在底部可能有多次指示，不断提醒，此时投资者一定要有持股的耐心，但是本指标信号的准确率极高，而且里面没有未来信号，可放心使用； 2.买入信号发出后，若能形成W底或大的圆弧底，其中长线平均亏损的概率为5%，而赢利的概率为95%； 3.当买入信号发出后，说明己到底部的末期，黑马也从此开始起步，并进入漫漫升途，此时庄家开始一步一步拉高吸货（指示发出后立即反转飚升的情况例外），当吸货完毕后，将进行一次大的震仓，而震仓的支撑位就在34天均线，虽然股价回落但是各条短中期均线都成多头排例，（如13日、34日、55日等）当股价回落到34日均线附近时本指标会在此提示你发出买入信号：即“回头望月”这时可大胆杀入； 4.本指标的各条均线均已初时设置，无须人为设置参数，而区间彩带线就是本公式的特色指标线； 5.区间彩带线保持上升势头并成45度角时彩带会自动翻红色，当上升小于45度角时，彩带中间是空白色，表示上升受阻，可能要小幅回调，股价跌至区间彩带（红色）线附近（允许小幅跌破），若再次调头向上，即可买入； 6.股价创新高而区间彩带开始走平，则应密切注意，小心主力要出货，特别是股价首次跌破红色彩带而，第二天不能很快收上去，无论盈亏都应当立即出局。以防前面的头部形成中期头部； 7.区间彩带调头向下开始成绿色时，应当果断斩仓出局。 8.在上升趋势时若该股回调不到区间彩带线，离区间彩带线越远说明其越强； 9.这是一个中长线公式，逢低分批买入后要耐心持股； 10.上市不足120日的股票没有买入指示； 11.买入信号在近期大幅除权的股票中要慎用； 12.买入信号在前期经过大幅拉升，现正处在下降通道调整的个股中要慎用； 13.若能配合大势使用，效果更佳。 二、特色信号详解： 1、《120跳马》，是本公式最具特色的信号，是强势回调抄底的信号，只要信号发出并且各条均线仍然成多头排列 中医将一天分成十二个时辰，并用十二地支代表，子午流注学说。子午流注学说是中医学的主要组成部分，是研究人体气血运行的时刻表。中医认为，自然界与人是统一的整体，自然界的年、季、日、时周期变化，影响着人们的生理、病理相应的周期变化，如人的脉象、春弦、夏洪、秋毛、冬石；人的病情变化多半是早晨轻、中午重、夜晚更重，这些情况和人体气血运行有关，也就是在不同的时辰，气血运行到不同的经络，对人体的生理，病理起到了直接的影响，恰如现代科学提出的生物钟效应相似。子午流注学说认为，人体气血的运行是按照一定的时间循环无端，连成一个大的循环通道，即十二经络的连接顺序为： 其歌诀： 寅时气血注于肺， 卯时大肠辰时胃， 巳脾午心未小肠， 申属膀胱酉肾位， 戌时心包亥三焦， 子胆丑肝各定位。 了解人体经络－日之中循行运转规律，把握生命中的每一刻，从呼吸做起，以经络为据，洞悉太极之理，尊阴阳之纲纪，诸十二经脉者，皆系于生气之原，气者生之本也，时者生之用也！ 献上十二时辰和人体经络时表，希望大家都能打开健康之门: 【手太阴肺经】 寅时（3点至5点）—肺经旺。寅时睡得熟，色红精气足； “肺朝百脉。”肝在丑时把血液推陈出新之后，将新鲜血液提供给肺，通过肺送往全身。所以，人在清晨面色红润，精力充沛。寅时，有肺病者反映最为强烈，如剧咳或哮喘而醒。 养生之道：此刻人体需要大量呼吸氧气，进行深呼吸，所以要求较深的睡眠。在这个时候，如果您咳醒的话，最好是喝杯温开水，能够缓解一下，还可以去肺燥。建议饮食多选择：白菜、梨子、豆腐、豆浆、牛奶。- 虚症：皮肤免疫力下降，天寒手足冰冷、麻痹、咽喉干、咳嗽等。 实证：呼吸不畅、咽喉异常、胸闷、气喘、扁桃炎、咳嗽、肩背酸痛易患痔疮等。 ---------------------------------------------------------------- 【手阳明大肠经】 卯时（5点到7点）—大肠经旺。卯时大肠蠕，排毒渣滓出；“肺与大肠相表里。”肺将充足的新鲜血液布满全身，紧接着促进大肠进入兴奋 人体经络与十二时辰养生（图文） 中医将一天分成十二个时辰，并用十二地支代表。子午流注学说是中医学的主要组成部分，是研究人体气血运行的时刻表。中医认为，自然界与人是统一的整体，自然界的年、季、月、日、时周期变化，影响着人们的生理、病理相应的周期变化，如人的脉象春弦、夏洪、秋毛、冬石；人的病情变化多半是早晨轻、中午重、夜晚更重，这些情况和人体气血运行有关，也就是在不同的时辰，气血运行到不同的经络，对人体的生理，病理起到了直接的影响，恰如现代科学提出的生物钟效应相似。子午流注学说认为，人体气血的运行是按照一定的时间循环无端，连成一个大的循环通道，即十二经络的连接。 十二经络气血流注歌诀：寅时气血注入肺，卯时大肠辰时胃，巳脾午心未小肠，申属膀胱酉肾位，戌时心包亥三焦，子胆丑肝各定位。 了解人体经络一日之中循行运转规律，把握生命中的每一刻，从呼吸做起，以经络为据，洞悉太极之理，尊阴阳之纲纪，诸十二经脉者，皆系于生气之原，气者生之本也，时者生之用也！ 献上十二时辰和人体经络时表，希望大家都能打开健康之门: 手太阴肺经 寅时（3点至5点） 肺经当令。寅时睡得熟，色红精气足； “肺朝百脉。”肝在丑时把血液推陈出新之后，将新鲜血液提供给肺，通过肺送往全身。所以，人在清晨面色红润，精力充沛。寅时，有肺病者反映最为强烈，如剧咳或哮喘而醒。 手阳明大肠经 卯时（5点到7点） 大肠经当令。卯时大肠蠕，排毒渣滓出； “肺与大肠相表里。”肺将充足的新鲜血液布满全身，紧接着促进大肠进入兴奋状态，完成吸收食物中的水分和营养、排出渣滓的过程。清晨起床后最好排大便。 足阳明胃经 辰时（7点到9点） 胃经当令。辰时吃早餐，营养身体安； 人在此时段吃早餐最容易消化，吸收也最好。早餐可安排温和养胃的食品如稀粥、麦片、包点等。过于燥热的食品容易引起胃火盛，出现嘴唇干裂、唇疮等问题。不吃早餐更容易引起多种疾病。【免费下载】人体经络走向和24小时气血运行
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