Интерактивная объемная визуализация для ускорения научных открытий
Визуализация результатов симуляции играет большую роль в свершении научных открытий. Однако существующие инструменты для визуализации не способны обеспечить по-настоящему интерактивную работу с большими массивами структурированных и неструктурированных данных.
NVIDIA IndeX™ – ведущий инструмент для объемной HPC-визуализации, который помогает решить эту проблему. Он использует вычислительные возможности GPU, чтобы позволить работать с большими массивами данных в реальном времени за счет распределения задач визуализации на GPU-ускоренном кластере.
Теперь плагин IndeX интегрирован в ParaView, один из самых популярных инструментов для HPC-визуализации. Это значит, что вместе с последней версией ПО ParaView пользователи получают доступ ко всем возможностям IndeX и могут продолжать работу над своими проектами по объемной визуализации в режиме реального времени. IndeX обеспечивает масштабируемую визуализацию, благодаря чему ученые могут анализировать весь набор данных в исходном разрешении и проводить исследования быстрее.
Плагин NVIDIA IndeX для ParaView обеспечивает интерактивную объемную визуализацию, благодаря чему ученые могут анализировать весь набор данных целиком и проводить исследования быстрее.
Коллапс ядра сверхновой звезды
Стандартный рендеринг методом рейкастинга (ray-casting)
Настройка уменьшения помех с интерфейсом XAC и визуальными индикаторами
Настройка коррекции контура, подчеркивающая силуэты
Xtreme Accelerated Computing (XAC) – функция SDK NVIDIA IndeX, позволяющая проводить задаваемые пользователем вычисления в динамическом режиме. Плагин ParaView для IndeX использует возможности интерфейса XAC и продвинутые визуальные настройки, обеспечивая улучшенный анализ данных за счет выделения ключевых структур. Например, настройка уменьшения помех подчеркивает визуальные индикаторы, основанные на глубине, а настройка коррекции контура подчеркивает силуэты в наборах данных.
Данные предоставил доктор Блондин (Blondin) из Университета Северной Каролины.
Одновременный мульти-геометрический рендеринг облаков в виде объемных фигур и направления ветра в виде прямых линий
Данные масштабных моделирований обычно содержат информацию с разными атрибутами. Например, моделирование погоды включает в себя данные о скорости ветра, облаках, температуре и давлении. Каждый из этих атрибутов отображается в виде разных примитивов, чтобы обеспечить лучший анализ. Облака отображаются как объемные фигуры, а направление ветра - как линии или глифы. Плагин позволяет пользователям смешивать геометрию, визуализированную ParaView, с объемным рендерингом IndeX для обеспечения более качественного анализа.
Данные предоставил Никлас Робер (Niklas Röber), DKRZ
Задаваемая пользователем область изолирует шумы, раскрывая структуру горизонта в трехмерном наборе данных
Визуализация - лучший способ анализа и извлечения информации из больших объемов данных. Даже если весь набор данных интересен, иногда выделение ключевых функций и визуализизация части данных повышает производительность. Плагин позволяет пользователям выбирать интересующие их области, что не только сокращает объем ненужной информации, но и улучшает производительность за счет рендеринга только выделенной области. Например, в трехмерном наборе объемных сейсмических данных, показанном ниже, есть шумные области, которые заслоняют фактическую структуру горизонта в нижней части набора данных. Выбор интересующей области меньшего размера помогает сосредоточиться на анализе горизонта и добиться лучших результатов.
Более простой и тщательный анализ объемных данных благодаря 2D слайсингу
Объемные данные содержат в себе много информации, но трехмерный формат усложняет анализ данных. Теперь благодаря многоплоскостному слайсингу вы можете одновременно изучать несколько структур в наборе данных. Срезы данных с разных параллельных и перпендикулярных плоскостей позволяют глубже изучить ключевые особенности данных и ускорить анализ. Некоторые функции, например, вихри в сценариях моделирования потоков CFD, которые трудно идентифицировать с помощью одного лишь объемного рендеринга, теперь можно легко проанализировать с помощью 2D срезов.
Данные предоставил Джеки Чен (Jackie Chen), Сандийские национальные лаборатории.
Плагин IndeX для ParaView позволяет ученым в режиме реального времени анализировать смоделированные данные в полном разрешении. Это возможно благодаря рендерингу большого объема данных с высокой частотой смены кадров. Держа в поле зрения весь набор данных целиком, ученые могут быстро выбрать самые интересные для дальнейшего анализа, таким образом ускоряя проведение исследования.
С помощью плагина IndeX для ParaView пользователи могут использовать широкие возможности IndeX в интерфейсе ParaView. Это устраняет необходимость обучаться работе с новым инструментом, оставляет рабочий процесс неизменным и позволяет сконцентрироваться на исследованиях и ускорить их проведение.
Существующие инструменты для объемной визуализации не позволяют ученым взаимодействовать с большими наборами данных в режиме реального времени. Они вынуждены либо ждать несколько секунд при выполнении каждого действия, либо искать обходные пути, прибегая к итерациям, чтобы проработать самые важные данные. Плагин IndeX для ParaView обеспечивает производительность, позволяющую работать с большими массивами данных в реальном времени за счет распределения задач визуализации на нескольких вычислительных узлах в GPU-ускоренном кластере
Преимущество программного обеспечения с открытым исходным кодом заключается в том, что пользователи могут настраивать его в соответствии со своими потребностями. Как и ParaView, плагин IndeX имеет открытый исходный код, что обеспечивает совместимость с настроенными версиями ParaView. Плагин компилируется так же, как и любой стандартный плагин ParaView, для этого не требуется никаких специальных инструментов.
В Центре супервычислений Барселоны (BSC) мы создаем сложные модели человеческого сердца. Чтобы убедиться в точности моделей, необходимо визуализировать весь набор данных. Высокая интерактивность этого процесса является ключом к получению важных результатов. Плагин IndeX позволил нам визуализировать в реальном времени модель, состоящую из 54 миллионов тетраэдрических клеток. Что еще лучше, мы смогли сделать это в рамках существующего рабочего процесса ParaView.
-Mariano Vazquez, Barcelona Supercomputing Center.
Плагин доступен в двух версиях. Для работы на рабочей станции или одном серверном узле плагин доступен бесплатно. Для масштабирования производительности на GPU-ускоренном кластере с несколькими вычислительными узлами для коммерческих пользователей доступна версия Cluster Edition. Для пользователей из академической среды эта версия плагина доступна бесплатно.
Более подробную информацию смотрите на форуме в разделе IndeX.