О сложности стратегий параллельного построения изображений для систем визуализации

В работе рассматриваются различные стратегии параллельного построения изображений и видеопоследовательностей на суперкомпьютерах для систем визуализации научных данных. Анализируется их вычислительная сложность. Приводятся оценки эффективности и масштабируемости стратегии для различных входных параметров задачи. Практическая апробация предложенных методов проведена на суперкомпьютере BlueGene /P.

Ключевые слова

визуализация, суперкомпьютеры, параллельное построение изображений, оценка сложности.

Литература

1. Direct Numerical Simulation of Particulate Flows on 294912 Processor Cores / J. Gotz, K. Iglberger, M. Sturmer , U. Rude // Proc. Conf. High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis. - Washington, DC, USA, 2010. - P.1 - 11.
2. The SciDAC Ultra-Scale Visualization Institute. URL:http://vis.cs.ucdavis.edu/Ultravis/datasets/ (дата обращения: 10.01.2011).
3. Survey of Parallel Volume Rendering Algorithms URL:www.hpl.hp.com/research/mmsl/presentations/3d/pdpta98.pdf (дата обращения: 10.01.2011).
4. Mueller, C. The sort-first rendering architecture for high-performance graphics / C. Mueller // In ACM SIGGRAPH ASIA 2008 courses (SIGGRAPH Asia '08). - N. Y., USA, Article 36, 11 pages, 2008. - P. 75 - 84.
5. Crockett, T.W. A MIMD rendering algorithm for distributed memory architectures / T.W. Crockett, T. Orloff // Proceedings of the symposium on Parallel rendering. - San Jose, California, USA, 1993. - P. 35 - 42.
6. Pajarola, R. Cluster parallel rendering / R. Pajarola // In ACM SIGGRAPH ASIA 2008 courses (SIGGRAPH Asia '08). N. Y., USA, Article 34, 12 pages, 2008. - P. 434 - 452.
7. Large Scale Data Visualization Using Parallel Data Streaming / K.M. Martin, B. Geveci, J. Ahrens, C. Law // IEEE Comput. Graph. Appl. - 2001. - V. 21. - P. 34 - 41.
8. Berkant, B.C. Hypergraph-Partitioning-Based Remapping Models for Image-Space-Parallel Direct Volume Rendering of Unstructured Grids / B.C. Berkant, A. Cevdet // IEEE Trans. Parallel Distrib. Syst. - 2007. - V. 18. - P. 3 - 16.
9. Sort First Parallel Volume Rendering / B. Moloney, M. Ament, D. Weiskopf, T. M'oller // IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics. - 2010. - V.9. - P. 1504 - 1515.
10. Efficient volume rendering on the body centered cubic lattice using box splines / В. Finkbeiner, A. Entezari, D. Van De Ville, T. M'oller // Computers and Graphics. - 2010. - V. 34(4). - P. 409 - 423.
11. Remote Large Data Visualization in the ParaView Framework / A. Cedilnik, B. Geveci, K. Moreland, J. Ahrens, J. Favre // Eurographics Parallel Graphics and Visualization / A. Heirich, B. Raffin, L. P. Santos (eds.) editors. - 2006. - № 3. - P. 162 - 170.
12. Moreland, K. Parallel Unstructured Volume Rendering in ParaView / K. Moreland, L. Avila, Lee Ann Fisk // In Visualization and Data Analysis 2007, Proceedings of SPIE-IST Electronic Imaging. - 2007. - V. 6495. - P. 1 - 12.
13. Foulks, A. Uncertainty visualization in the VisIt visualization environment / A. Foulks, R.D. Bergeron // Proceedings Visualization and Data Analysis. - 2009. - V. 7243. - P. 121 - 132.
14. VisIt, Visualization Tool. URL: https://wci.llnl.gov/codes/visit/ (дата обращения: 10.01.2011).
15. Moreland, K. IceT Users' Guide and Reference. Tech Report SAND 2009-3170, June 2009.
16. A configurable algorithm for parallel image-compositing applications / T. Peterka, D. Goodell, R. Ross, H.-W. Shen, R. Thakur // Proc.Conf. High Performance Computing Networking, Storage and Analysis. - N. Y., USA, Article 4 , 10 pages, 2009. - P. 1 - 21.
17. Porter, T. Compositing digital images / T. Porter, T. Duff // SIGGRAPH Comput. Graph. - 1984. - V. 18. - P. 253 - 259.
18. Moreland, K. Sort-last parallel rendering for viewing extremely large data sets on tile displays / K. Moreland, B. Wylie, C. Pavlakos // In Proceedings of the IEEE 2001 symposium on parallel and large-data visualization and graphics. - Piscataway, USA: IEEE Press, 2001. - P. 85 - 92.
19. Parallel volume rendering using binary-swap compositing / K.-L. Ma, J.S. Painter, C.D. Hansen, M.F. Krogh // IEEE Computer Graphics and Applications. - 1994. - V. 14, № 4. - P. 59 - 68.
20. Yu, H. Massively parallel volume rendering using 2-3 swap image compositing / H. Yu, C. Wang, K.-L. Ma// Proc. Сonf. Supercomputing. - Piscataway, USA: IEEE Press, 2008. - P. 1 - 11.
21. Lee, T.-Y. Image composition schemes for sort-last polygon rendering on 2d mesh multicomputers / T.-Y. Lee, C.S. Raghavendra, J.B. Nicholas // IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics. - 1996. - V. 2, № 3. - P. 202 - 217.
22. Lin, C.F. A rotate-tiling image compositing method for sort-last parallel volume rendering systems on distributed memory multicomputers/ C.F. Lin, S.K. Liao, Y.C. Chung // J. of Information Science and Engineering. - 2004. - № 17. - P. 643 - 664.
23. Nonaka, J. Theoretical and Practical Performance and Scalability Analyses of Binary-Swap image Composition Method on IBM Blue Gene/L / J. Nonaka, K. Ono, H. Miyachi // The 1st International Workshop on Super Visualization (IWSV), June 7, 2008, Kos Is., Greece. - Kos, 2008. - P. 64 - 86.
24. Takeuchi, A. An improved binary-swap compositing for sort-last parallel rendering on distributed memory multiprocessors / A. Takeuchi, F. Ino, K. Hagihara // Parallel Comput. - 2003. - V. 29, №. 11 - 12. - P. 1745 - 1762.
25. A Configurable Algorithm for Parallel Image-Compositing Applications / T. Peterka, D. Goodell, R. Ross, H.-W. Shen, R. Thakur // Proc. Conf. High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis, Portland, Oregon, USA, 2009. Preprint ANL/MCS-P1624-0509, May 2009.
26. Джосан, О.В. Метод визуализации многомерных динамических данных на многопроцессорных комплексах / О.В. Джосан, А.Б. Мурынин, Н.Н. Попова // Вестн. компьютер. и информ. технологий. - 2009. - № 8. - С. 8 - 12.
27. Корж, А.А. Оценка минимальных требований к аппаратуре и топологии при построении высокоскоростных коммуникационных сетей для суперкомпьютеров с общей памятью / А.А. Корж, Д.В. Макагон // Вычислит. методы и программирование: новые вычислит. технологии. - 2008. - Т. 9, № 2. - С. 26 - 31.