基于lod方法的并行体绘制

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1、浙江大学计算机科学与技术学院硕士学位论文基于LOD方法的并行体绘制姓名：吴静波申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：林海20080513浙江大学硕士学位论文摘要体绘制是体数据可视化的主要方法之一，是科学计算可视化的研究热点。体绘制的目的是将各种体数据以图像的方式表现出来，以方便用户以直观的方式获取信息。体数据的常见来源有科学计算数据、地震采样数据、医学数据等。随着生成体数据的规模越来越大，体绘制技术遇到很多新的挑战。并行绘制技术与多分辨率绘制技术(LOD)是大规模体数据绘制的两种重要方法，本文将这两种方法结合起来。采用多分辨率层次结构(LOD)管理原始数据集能

2、够提供用户不同的精度数据以适应不同场合的需要，当用户概览数据时可以采用低分辨率数据，而需要挖掘具体信息时则选择高分辨率数据。分辨率层次结构的灵活性能够很好地均衡绘制速度和绘制质量，提高了可视化效率。本文采用sort．1ast并行绘制方法，在数据空间对数据集进行分割后分配给各个集群节点并行处理，每个集群节点绘制完后再把中问图像合成最终的图像。本文采取一系列技术提高绘制效率：采用内存映射文件技术加快数据从磁盘读取；在绘制过程中，采用计算代理几何模板的方法，只对其中一个数据块模板计算代理几何，其他数据块的代理几何只需要进行一定的平移即可得到，这样减少了CPU的计算时间；在图像

3、的合成阶段，采用binary．swap技术并行的对图像进行合成。对每个绘制节点，我们采用三个进程并行工作，让不同硬件资源的利用并行化：主线程负责绘制，一个进程负责从磁盘读取数据，另外一个进程负责图像合成以及网络传输。将LOD技术与并行绘制相结合，会产生各个集群绘制节点负载不平衡的问题，影响系统的整体性能。本文为了解决这个问题使用kd树数据结构，根据上一帧的绘制时间动态地分布数据，很好的达到了动态负载平衡效果。本文在上述算法的基础上设计实现了一个高效率的并行体绘制平台。对虚拟人生理切片数据的实验结果表明，平台对于大规模体数据绘制达到一定的交互水平，能够获得高精度的绘制图像

4、并显示在高分辨率多屏拼接系统上。关键词：体绘制，LOD，并行绘制，集群，多分辨率绘制浙江大学硕士学位论文AbstractVolumerenderingiSoneofthemainmethodsinscientificvisualizationfield．Theintrinsicinformationofvolumedatasetcanbevisualizedinteractivelybyvolumerendering．Thereforetheuserscangetinformationfromtherenderedimage．Volumedatacanbeacquire

5、dfromdifferentsources，suchasdatafromComputedTomography(co，MagneticResonanceImaging(MRI)scannersorcomputationalfluiddynamics(CFD)．Withthedevelopmentofscienceandtechnology,thesizeofgeneratedvolumedatahasbeengettinglargerandlarger．SuchlargescaledatasetsposeimmensechallengestOvolumerendering

6、．Therearetwoimportantandpopulartechniquesforrealtimevisualizationoflargedatasets，parallelvolumerenderingandmultiresolutionrendering,whichcouldbecombinedasparallelmultiresolutionvolumerendering．Levelofdetail(LOD)technologycansupplydifferentlevelresolutiondatafordifferentneed．Asvisualizati

7、onisaniterativeandexploratoryprocess，renderingalowerresolutionofdatasometimesissufficientforthepurposeofobtaininganoverviewofthedatabeforetheusercanqueryfurtherdetailsinselectedregions．Thismethodcanimproverenderingeffidency．Parallelvolumerenderingsolvesthelargedatavisuali