高解析度投射技術在多視景空間資訊視覺展現之應用

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1、高解析度投射技術在多視景空間資訊視覺展現之應用TheApplicationofTiledDisplayWallTechniquesUsesinMulti-ViewSpatialVisualization陳泰弘羅世瑋林昀德陳郁中麥永慶林芳邦蔡惠峰Tai-HungChenShi-WeiLoSun-InLinYu-ChungChenYuan-ChinMayFang-PamgLinWhey-FoneTsai財團法人國家實驗研究院國家高速網路與計算中心NationalCenterForHigh-performanceComputing摘要高解析度投射技術（Til

2、edDisplayWall，簡稱TDW）係利用矩陣式投影技術，以叢集式電腦（ClusterPC）做為影像處理運算工作平臺，進行超高解析度（highresolution）影像視效之處理，呈現於單一共同投射區域上，可突破傳統影像之顯像受限於有限之單機解析度。同時藉由使用對稱之偏光片，進行水平頻率及垂直頻率之重覆交叉投影，並可進行三度虛擬實境空間之高解析度立體視效呈現。在多視景空間資訊處理中，影像呈現是最主要之應用之一，不管是基於平面地圖之二維空間資訊處理，搭配高解析度航空照片或是衛星照片之更貼近真實應用之二度空間視效呈現（planview），或是結合高層數

3、值資料（ex:dtmordem）進行三度空間之視效呈現（modelview），甚至展示貼近真實世界影像之視覺場景（realview）皆往往受限於現實有限之解析度大小，只能進行有限區域視覺成像。雖然在傳統空間資訊處理工具上可透過局部區域放大縮小（zoomin/out）之功能以求得更細緻之區域解析度，但只能是局部性而非全面性。空間資訊之處理結果常用來做為整體決策思考輔助之工具，由所發展之兼具大範圍及高解析度之影像區域投射技術（TDW），將可弭補並用以解決傳統空間資訊於此不足之缺憾。關鍵字：高解析度投射技術、叢集電腦、多視景、空間資訊Keywords：til

4、eddisplaywall、clusterPC、multi-view、spatialinformation一、高解析度投射技術（TiledDisplayWall，簡稱TDW）TDW（tileddisplaywall）係利用一般市面常見電腦硬體裝置（affordablecommodityhardware）所建置之多處理器叢集運算電腦，搭配投影機矩陣陣列及自行所撰寫之程式控制碼整體所建構而成。其目的與功能可用以做為大尺度（largescale）、高解析度（high-resolution）之視覺展示及應用（graphicsand1visualizationa

5、pplication）。本文所應用之TDW高解析度投影牆，採用的是背投影式投影，其本身具有12個Tile之4*3投影矩陣，如圖1-1，分別由24具投影機投射成像，每個Tile解析度為1024x768，亦即總解析度為：（4x3）x（1024x768）=4096x2304=9,437,184pixels達到接近一千萬像素的解析度，可展示超高解析度之影像如航照圖、衛星照片、數值計算、生物結構學、分子結構、藥物與基因結構應用、氣候分析、地理資訊展示與分析等等，舉凡需要高解析度者特別適合在Tiledisplaywall的視覺環境下展示。高解析度與大尺度顯示的特性

6、為，可讓研究人員觀察整個影像之範圍與背景（entirescopeandcontext）且依然可見最細微的細節（finedetail）。大尺度（Scaling）可以使研究人員輕易地了解資料的特性（patterns）。TDW取代藉由一般桌上型螢幕的小視窗去看一個龐大的視覺資料，TDW可提供全部的視覺資料視界，除了直接可觀察到最細的細節，也可同時看到整體資料的資訊，幫助研究人員容易掌握整體的訊息。圖1-1投影機與tile位置。圖1-2投影機實際位置。二、TDW架構及特性概述（以本文應用發展做為說明）1.電腦叢集運算（graphicscluster）TDW利用

7、12個rendernode與一個applicationnode，總共13個node組成運算電腦叢集，每個node各自擁有雙CPU與記憶體，電腦叢集間之傳輸藉由乙太網路所連結。本投影牆總共有12個tile，每一個tile由一個rendernode來支配，而這12個rendernode則由一個前端的applicationnode所控制，applicationnode可直接接受使用者的近端操作也可以藉由遠端遙控控制這個applicationnode。如圖2-1及圖2-2。2圖2-1圖2-22.高效能繪圖（rendering）在空間資訊展示及volumeren

8、dering等應用時，這兩者皆具有大資料量與需要高效能計算能力的特性，當處理之資料量大時，往往