Höhner, Bernd (2002)
Parallelisiertes Volumen-Rendering mit 3D Texturen.
Technische Universität Darmstadt
Diplom- oder Magisterarbeit, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

Die rechnerbasierte Simulation physikalischer Vorgänge, speziell aus dem Bereich der CFD (Computational Fluid Dynamics), produziert in der Regel grosse Datenmengen. Die interaktive Visualisierung dieser Daten in einer brauchbaren Art und Weise stellt sich dabei schwere Aufgabe, für deren Lösung bisher spezielle Hardware nötig war. Neuste Entwicklungen auf dem Bereich der Grafikkarten des Verbrauchermarkts ermöglichen jedoch eine hochqualitative und interaktive Darstellung von grossen Datenmengen bereits auf Standard-PC Workstations. Unter Verwendung von 3D Texturen und Shaderprogrammierung sowie durch Anwendung paralleler Programmiertechniken wird ein leistungsfähiges Konzept zur Visualisierung von Skalarfelder bzw. skalaren Volumendaten entworfen. Das System arbeitet dabei auf Basis des \'84Pre-Integrated Volume-Rendering", wodurch hochqualitative Ergebnisse besonders schnell erzielt werden können. Die Parallelisierung der Vorberechnung, sowie die Integration in ein bestehendes System zur parallelen, interaktiven Visualisierung wissenschaftlicher Daten (ParallelVis) erlaubt es dem Anwender, unbekannte Daten einfach und flexibel zu erforschen. Realisiert werden Visualisierungmethoden für Isoflächen-Darstellung sowie für direkter Volumen-Darstellung, d.h. die Anwendung beliebiger Klassifikationsvorschriften der Skalarwerte. Jegliche Beleuchtungrechnung wird dabei durch Shaderprogrammierung auf per-Pixel Basis durchgeführt. Durch zusätzliche Aufteilung der Gesamtdatenmenge ist die Realisierung nicht an Ressourcenlimits der Grafikhardware gebunden. Die Anwendungsgebiete reichen von CT-Scan Visualisierung bis hin zu animierter Simulation physikalischer Vorgänge, wie z.B. Feuer- und Rauchausbreitung, oder Temperaturverteilungen.

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