77374

Распределенная виртуальная сцена в онлайн-визуализации

Научная статья

Информатика, кибернетика и программирование

Визуализация результатов вычислений для большого числа задач выполняется с помощью трехмерной графики. Для отображения результатов счета часто применяются стандартные графические пакеты, такие как ParaView или Open Data Explorer. При этом существует необходимость получать представление и о ходе выполнения программы и состоянии обрабатываемых данных.

Русский

2015-02-02

30.5 KB

1 чел.

Распределенная виртуальная сцена в онлайн-визуализации

Васёв П.А., ИММ УрО РАН

Визуализация результатов вычислений для большого числа задач выполняется с помощью трехмерной графики. Для отображения результатов счета часто применяются стандартные графические пакеты,  такие как ParaView или Open Data Explorer. При этом существует необходимость получать представление и о ходе выполнения программы и состоянии обрабатываемых данных. Проблема заключается в том, что наличие стандартных решений для онлайн-визуализации во время выполнения параллельных программ – большая редкость. Существует и вторая проблема – создание правильной концепции взаимодействия с системой онлайн-визуализации. Работа с такой системой должна быть логичной и понятной как с точки зрения написания параллельных программ, так и с точки зрения человеко-машинного взаимодействия.

Нами предлагается парадигма распределенной виртуальной сцены, которая заключается в следующем. Пусть существует среда визуализации, которая позволяет создавать в ее рамках сцены из трехмерных объектов, добавлять туда эти объекты целиком или по частям и сохранять сцены. Для параллельного разработчика предоставляется интерфейс для выполнения этих действий программным образом. Для взаимодействия с человеком также существует графическая оболочка, отображающая содержание имеющихся сцен. Таким образом, сцена создается и наполняется из параллельной программы, а пользователь может наблюдать текущее содержание сцены – во время работы программы или после ее завершения.

Термин «распределенность» в названии говорит о различных вариантах физического хранения накопленной в сценах информации и организации рендеринга. Виртуальность подразумевает, что среда является обособленной, находящейся в «вычислительном облаке», как с точки зрения программных интерфейсов, так и для конечного пользователя.

С точки зрения интерфейса с параллельной программой изучается два подхода. Первый заключается в непосредственном конструировании объектов сцены из параллельной программы – установке координат узлов сеток, значений в них и так далее. Второй подход состоит в публикации высокоуровневых данных, например информации о распределении сетки по памяти процессов. Оба варианта, по мнению автора, являются концептуально логичными и могут оказаться успешными на практике.

Особое внимание уделяется возможности использования существующих графических пакетов для хранения и представления полученной информации. При этом исследуется такой вариант конфигурации, при котором эти компоненты функционируют на выделенных вычислительных мощностях, и взаимодействуют с конечным рабочим местом пользователя с помощью средств удаленной визуализации.

В качестве результатов исследования ожидается получить удобную в использовании модель трехмерной визуализации для высокопроизводительных вычислений.

Distributed virtual scene for online-visualization

Pavel Vasev, IMM UrB RAS

In many cases, the visualization of calculation results in high performance computing area is performed using three-dimensional graphics. There are a lot of wide spreaded software exist to visualize calculated data in this way, for example Para View and Open Data Explorer. The problem is that this software is not intended to be used for online visualization and steering. It cannot interact with the working application and show it’s state. Another problem is conceptual – how to provide handy and flexible architecture for such interaction.

We suggest the paradigm of distributed virtual scene. It works by the following way. Let’s imagine visualization system that allows to create 3D scenes programmatically, add objects into the scene and so forth. HPC application may connect to the visualization system and push some 3D objects to the scene. By the other hand, the developer may visually interact with this system and see the scene during or after HPC application execution.

The use of “distributed” and “virtual” terms is not accidental. We suppose that scenes should be stored and rendered in a distributed manner. This may be only the way as the size of data may be very large. And the virtuality means that the visualization system should act as a “compute cloud” for both sides: HPC application and a human user.

First of all, we investigate an appropriate API approach for interoperation with HPC applications. We are looking for a combination of following possible solutions. Application may construct the scene by adding 3D primitives – lines, squares, etc. In addition, application may add the primitives to the scene of higher level, for example calculation mesh’s parts.

Secondly, we are looking for existing wide spreaded visualization application that may be used for storage and rendering. We believe that it is possible to adapt some existing solution for our needs so we can concentrate on interoperation components of the system.

As the result of our investigation, we expect to achieve flexible and handy visualization model for high performance computing area.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

13284. Классификация затрат на производство и реализацию продукции 67.5 KB
  Деление затрат по функциям деятельности позволяет в планировании и учете определять величину затрат в разрезе подразделений каждой сферы, что является одним из важных условий организации внутрихозяйственного расчета.
13285. Навыки работы с программным пакетом Electronics Workbench (EWB) для виртуального моделирования физических измерительных процессов 89.5 KB
  Лабораторная работа №1 Навыки работы с программным пакетом Electronics Workbench EWB для виртуального моделирования физических измерительных процессов. Цель исследования: Получить начальное представление о базовых возможностях программного пакета EWB необходимых для мод...
13286. Изучение вольтамперных характеристик биполярного транзистора в среде Electronics Workbench 380.5 KB
  Лабораторная работа №2 Изучение вольтамперных характеристик биполярного транзистора в среде Electronics Workbench Цель исследования: Моделирование работы биполярного транзистора в среде Electronics Workbench и виртуальные измерения его входной и выходной вольтамперных характер
13287. Виртуальные измерения магнитной индукции на основе эффекта Холла в среде Electronics Workbench 333.5 KB
  Лабораторная работа №3 Виртуальные измерения магнитной индукции на основе эффекта Холла в среде Electronics Workbench Цель исследования: Моделирование работы датчика Холла в среде Electronics Workbench и виртуальные измерения с его помощью магнитной индукции. Задание на...
13288. Моделирование работы пироэлектрического датчика в среде Electronics Workbench 367 KB
  Лабораторная работа №4 Моделирование работы пироэлектрического датчика в среде Electronics Workbench Цель исследования: Моделирование работы пироэлектрического датчика в среде Electronics Workbench и виртуальные измерения внешнего теплового потока заданного периодической пос
13289. Hands-On Lab Debugging Applications in Windows Azure 818.61 KB
  HandsOn Lab Debugging Applications in Windows Azure Contents Overview3 Exercise 1: Debugging an Application in the Cloud5 Task 1 Exploring the Fabrikam Insurance Application5 Task 2 Running the Application as a Windows Azure Project7 Task 3 Adding Tracing Support to the Application14 Task 4 Creating a Log Viewer Tool25 Verification33 Summary38 Overview Using Visual Studio you can debug applications in your local ...
13290. Автоматизация создания документов с помощью Visual Basic .NET 101.5 KB
  6. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Автоматизация создания документов с помощью Visual Basic .NET 6.1. Цель работы: приобретение практических навыков автоматизации создания документов с помощью Visual Basic с использованием инструментальных средств интегрированной среды разработки Vis...
13291. ТЕХНОЛОГІЇ ПРОГРАМУВАННЯ 1.46 MB
  МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до лабораторних робіт з дисципліни ТЕХНОЛОГІЇ ПРОГРАМУВАННЯ Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни Технології програмування для студентів напрямів 6.040302 Інформатика 6.040301 Прикладна математика / Упоряд. Кобилін О.А. Маш...
13292. ТЕХНОЛОГІЇ ПРОГРАМУВАННЯ. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУВАННЯ 666 KB
  МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУВАННЯ З ДИСЦИПЛІНИ ТЕХНОЛОГІЇ ПРОГРАМУВАННЯ Методичні вказівки до курсового проектування з дисципліни Технології програмування для студентів напряму 6.040302 Інформатика /Упоряд.: Кобилін О.А. Руденко Д.О. Харкiв: ХНУРЕ ...