一种基于sort-last架构的非结构网格并行体可视化算法

范良; 张晓蓉; 吴亚东; 陈呈; 王昉

doi:10.11959/issn.2096-0271.2021042

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一种基于sort-last架构的非结构网格并行体可视化算法

研究 | 更新时间：2024-06-03

- 一种基于sort-last架构的非结构网格并行体可视化算法
- A sort-last architecture based parallel volume visualization algorithm for unstructured grid
- 大数据 2021年7卷第4期页码：2021042
- 作者机构：
  
  1. 西南科技大学计算机科学与技术学院，四川绵阳 621010
  2. 四川轻化工大学计算机科学与工程学院，四川自贡 643002
  3. 空气动力学国家重点实验室，四川绵阳 621000
  4. 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所，四川绵阳 621000
- 作者简介：
  
  [ "范良（1995-），男，西南科技大学计算机科学与技术学院硕士生，主要研究方向为科学可视化与并行计算" ]
  [ "张晓蓉（1976-），女，西南科技大学计算机科学与技术学院讲师，主要研究方向为数据可视化、可视分析与人机交互" ]
  [ "吴亚东（1979-），男，博士，四川轻化工大学计算机科学与工程学院教授、博士生导师，主要研究方向为科学可视化、信息可视化和可视分析" ]
  [ "陈呈（1988-），男，博士，中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所高级工程师，主要研究方向为并行计算" ]
  [ "王昉（1976-），男，博士，中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所高级工程师，主要研究方向为科学可视化" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目;The National Natural Science Foundation of China(61872304)
- DOI：10.11959/issn.2096-0271.2021042
  中图分类号： TP333
- 网络首发：2021-07，
  
  纸质出版：2021-07-15
- 稿件说明：
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范良, 张晓蓉, 吴亚东, 等. 一种基于sort-last架构的非结构网格并行体可视化算法[J]. 大数据, 2021,7(4):2021042.

Liang FAN, Xiaorong ZHANG, Yadong WU, et al. A sort-last architecture based parallel volume visualization algorithm for unstructured grid[J]. Big data research, 2021, 7(4): 2021042.
范良, 张晓蓉, 吴亚东, 等. 一种基于sort-last架构的非结构网格并行体可视化算法[J]. 大数据, 2021,7(4):2021042. DOI： 10.11959/issn.2096-0271.2021042.

Liang FAN, Xiaorong ZHANG, Yadong WU, et al. A sort-last architecture based parallel volume visualization algorithm for unstructured grid[J]. Big data research, 2021, 7(4): 2021042. DOI： 10.11959/issn.2096-0271.2021042.

摘要

体绘制是非结构网格数据体可视化的重要途径之一。然而，现有的串行非结构网格体绘制算法效率较低，难以满足大规模数据体可视化需求。因此，并行体绘制算法研究是高性能体可视化程序设计的趋势。提出一种基于sort-last架构的非结构网格并行体绘制算法。首先，设计了基于KD树的并行体数据分割算法；其次，每个进程使用独立的可视化管线计算体绘制图像，根据树合成策略合成最终结果；最后，采用两层LOD模型技术优化交互体验。实验结果表明，提出的算法能被很好地应用于大规模非结构网格数据体可视化中，所有交互时延在毫秒级别，满足了实时交互需求。

Abstract

Volume rendering is one of significant unstructured grid data volume visualization methods.However

existing serial algorithms for unstructured grid volume rendering are inefficient and cannot meet large-scale data volume visualization needs.Therefore

parallel volume rendering algorithm research has become a trend in high-performance volume visualization program design.A sort-last based parallel volume rendering algorithm for unstructured gird was proposed.Firstly

a parallel KD-tree algorithm for volumetric data split was designed.Secondly

each process calculated volume rendering images with independent visualization pipeline

and the final result was synthesized with tree composite strategy.Finally

a two-level LOD model was leveraged to optimize interactive experience.The experimental results show that the proposed algorithm can be well applied to large-scale unstructured grid data volume visualization

and all interaction delays are in milliseconds

which meets real-time interaction needs.

关键词

Keywords

references

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