Implementação de Visualização de Dados Tridimensionais de Malhas Irregulares no Processador Cell Broadband Engine.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2009
Autor(a) principal: Cox, Guilherme Mota Cavalcanti de Albuquerque
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico
BR
UERJ
Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Computação
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Computer Engineering
Raycasting
Parallel Programming
High Performance Systems
Engenharia da Computação
Visualização científica
Computação de alto desempenho
CNPQ::ENGENHARIAS
Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/10838
Resumo: A renderização de volume direta tornou-se uma técnica popular para visualização volumétrica de dados extraídos de fontes como simulações científicas, funções analíticas, scanners médicos, entre outras. Algoritmos de renderização de volume, como o raycasting, produzem imagens de alta qualidade. O seu uso, contudo, é limitado devido à alta demanda de processamento computacional e o alto uso de memória. Nesse trabalho, propomos uma nova implementação do algoritmo de raycasting que aproveita a arquitetura altamente paralela do processador Cell Broadband Engine, com seus 9 núcleos heterogêneos, que permitem renderização eficiente em malhas irregulares de dados. O poder computacional do processador Cell BE demanda um modelo de programação diferente. Aplicações precisam ser reescritas para explorar o potencial completo do processador Cell, que requer o uso de multithreading e código vetorizado. Em nossa abordagem, enfrentamos esse problema distribuindo a computação de cada raio incidente nas faces visíveis do volume entre os núcleos do processador, e vetorizando as operações da integral de iluminação em cada um. Os resultados experimentais mostram que podemos obter bons speedups reduzindo o tempo total de renderização de forma significativa.
id UERJ_bc4db1c13f7b7efd3510e69e8fc8fd26
oai_identifier_str oai:www.bdtd.uerj.br:1/10838
network_acronym_str UERJ
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
repository_id_str
spelling Implementação de Visualização de Dados Tridimensionais de Malhas Irregulares no Processador Cell Broadband Engine.Irregular grid raycasting implementation on the cell broadband engine.Computer EngineeringRaycastingParallel ProgrammingHigh Performance SystemsEngenharia da ComputaçãoVisualização científicaComputação de alto desempenhoCNPQ::ENGENHARIASA renderização de volume direta tornou-se uma técnica popular para visualização volumétrica de dados extraídos de fontes como simulações científicas, funções analíticas, scanners médicos, entre outras. Algoritmos de renderização de volume, como o raycasting, produzem imagens de alta qualidade. O seu uso, contudo, é limitado devido à alta demanda de processamento computacional e o alto uso de memória. Nesse trabalho, propomos uma nova implementação do algoritmo de raycasting que aproveita a arquitetura altamente paralela do processador Cell Broadband Engine, com seus 9 núcleos heterogêneos, que permitem renderização eficiente em malhas irregulares de dados. O poder computacional do processador Cell BE demanda um modelo de programação diferente. Aplicações precisam ser reescritas para explorar o potencial completo do processador Cell, que requer o uso de multithreading e código vetorizado. Em nossa abordagem, enfrentamos esse problema distribuindo a computação de cada raio incidente nas faces visíveis do volume entre os núcleos do processador, e vetorizando as operações da integral de iluminação em cada um. Os resultados experimentais mostram que podemos obter bons speedups reduzindo o tempo total de renderização de forma significativa.Direct volume rendering has become a popular technique for visualizing volumetric data from sources such as scientific simulations, analytic functions, and medical scanners, among others. Volume rendering algorithms, such as raycasting, can produce high-quality images, however, the use of raycasting has been limited due to its high demands on computational power and memory bandwidth. In this paper, we propose a new implementation of the raycasting algorithm that takes advantage of the highly parallel architecture of the Cell Broadband Engine processor, with 9 heterogeneous cores, in order to allow interactive raycasting of irregular datasets. All the computational power of the Cell BE processor, though, comes at the cost of a different programming model. Applications need to be rewritten in order to explore the full potential of the Cell processor, which requires using multithreading and vectorized code. In our approach, we tackle this problem by distributing ray computations using the visible faces, and vectorizing the lighting integral operations inside each core. Our experimental results show that we can obtain good speedups reducing the overall rendering time significantly.Universidade do Estado do Rio de JaneiroCentro de Tecnologia e Ciências::Instituto PolitécnicoBRUERJPrograma de Pós-Graduação em Engenharia da ComputaçãoBentes, Cristiana Barbosahttp://lattes.cnpq.br/5522815415073059Farias, Ricardo Cordeiro dehttp://lattes.cnpq.br/9063837162469343Mota, Guilherme Lucio Abelhahttp://lattes.cnpq.br/4657870977403568Clua, Esteban Walter Gonzalezhttp://lattes.cnpq.br/4791589931798048Cox, Guilherme Mota Cavalcanti de Albuquerque2021-01-06T14:05:27Z2015-04-092009-10-02info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCOX, Guilherme Mota Cavalcanti de Albuquerque. Implementação de Visualização de Dados Tridimensionais de Malhas Irregulares no Processador Cell Broadband Engine.. 2009. 85 f. Dissertação (Mestrado em Geomática) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2009.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/10838porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJ2024-02-27T18:12:47Zoai:www.bdtd.uerj.br:1/10838Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:12:47Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
dc.title.none.fl_str_mv Implementação de Visualização de Dados Tridimensionais de Malhas Irregulares no Processador Cell Broadband Engine.
Irregular grid raycasting implementation on the cell broadband engine.
title Implementação de Visualização de Dados Tridimensionais de Malhas Irregulares no Processador Cell Broadband Engine.
spellingShingle Implementação de Visualização de Dados Tridimensionais de Malhas Irregulares no Processador Cell Broadband Engine.
Cox, Guilherme Mota Cavalcanti de Albuquerque
Computer Engineering
Raycasting
Parallel Programming
High Performance Systems
Engenharia da Computação
Visualização científica
Computação de alto desempenho
CNPQ::ENGENHARIAS
title_short Implementação de Visualização de Dados Tridimensionais de Malhas Irregulares no Processador Cell Broadband Engine.
title_full Implementação de Visualização de Dados Tridimensionais de Malhas Irregulares no Processador Cell Broadband Engine.
title_fullStr Implementação de Visualização de Dados Tridimensionais de Malhas Irregulares no Processador Cell Broadband Engine.
title_full_unstemmed Implementação de Visualização de Dados Tridimensionais de Malhas Irregulares no Processador Cell Broadband Engine.
title_sort Implementação de Visualização de Dados Tridimensionais de Malhas Irregulares no Processador Cell Broadband Engine.
author Cox, Guilherme Mota Cavalcanti de Albuquerque
author_facet Cox, Guilherme Mota Cavalcanti de Albuquerque
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Bentes, Cristiana Barbosa
http://lattes.cnpq.br/5522815415073059
Farias, Ricardo Cordeiro de
http://lattes.cnpq.br/9063837162469343
Mota, Guilherme Lucio Abelha
http://lattes.cnpq.br/4657870977403568
Clua, Esteban Walter Gonzalez
http://lattes.cnpq.br/4791589931798048
dc.contributor.author.fl_str_mv Cox, Guilherme Mota Cavalcanti de Albuquerque
dc.subject.por.fl_str_mv Computer Engineering
Raycasting
Parallel Programming
High Performance Systems
Engenharia da Computação
Visualização científica
Computação de alto desempenho
CNPQ::ENGENHARIAS
topic Computer Engineering
Raycasting
Parallel Programming
High Performance Systems
Engenharia da Computação
Visualização científica
Computação de alto desempenho
CNPQ::ENGENHARIAS
description A renderização de volume direta tornou-se uma técnica popular para visualização volumétrica de dados extraídos de fontes como simulações científicas, funções analíticas, scanners médicos, entre outras. Algoritmos de renderização de volume, como o raycasting, produzem imagens de alta qualidade. O seu uso, contudo, é limitado devido à alta demanda de processamento computacional e o alto uso de memória. Nesse trabalho, propomos uma nova implementação do algoritmo de raycasting que aproveita a arquitetura altamente paralela do processador Cell Broadband Engine, com seus 9 núcleos heterogêneos, que permitem renderização eficiente em malhas irregulares de dados. O poder computacional do processador Cell BE demanda um modelo de programação diferente. Aplicações precisam ser reescritas para explorar o potencial completo do processador Cell, que requer o uso de multithreading e código vetorizado. Em nossa abordagem, enfrentamos esse problema distribuindo a computação de cada raio incidente nas faces visíveis do volume entre os núcleos do processador, e vetorizando as operações da integral de iluminação em cada um. Os resultados experimentais mostram que podemos obter bons speedups reduzindo o tempo total de renderização de forma significativa.
publishDate 2009
dc.date.none.fl_str_mv 2009-10-02
2015-04-09
2021-01-06T14:05:27Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv COX, Guilherme Mota Cavalcanti de Albuquerque. Implementação de Visualização de Dados Tridimensionais de Malhas Irregulares no Processador Cell Broadband Engine.. 2009. 85 f. Dissertação (Mestrado em Geomática) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2009.
http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/10838
identifier_str_mv COX, Guilherme Mota Cavalcanti de Albuquerque. Implementação de Visualização de Dados Tridimensionais de Malhas Irregulares no Processador Cell Broadband Engine.. 2009. 85 f. Dissertação (Mestrado em Geomática) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2009.
url http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/10838
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico
BR
UERJ
Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Computação
publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico
BR
UERJ
Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Computação
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron:UERJ
instname_str Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron_str UERJ
institution UERJ
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
repository.mail.fl_str_mv bdtd.suporte@uerj.br
_version_ 1829133594918912000

Registros relacionados