Hybrid unstructured meshes parallel volume rendering

Rendu volumique parallèle hybride de maillages non structurés

• Auteur / Autrice : Manuel Juliachs
• Direction : William Jalby
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines

Mots clés

Mots clés contrôlés

Parallélisme (informatique)

Infographie

Grilles (analyse numérique)

Imagerie tridimensionnelle

Résumé

Durant ces dernières années, les performances et fonctionnalités des processeurs graphiques programmables ont très fortement progressé, permettant ainsi le développement de nouveaux algorithmes de rendu volumique de maillages non structurés pour la visualisation scientifique. Nous présentons dans cette thèse nos contributions à ce domaine. Après quelques rappels sur les différents aspects des rendus graphiques parallèle et temps réel, nous exposons un aperçu bibliographique du rendu volumique de maillages non structurés sur processeur graphique programmable. Ensuite, nous décrivons un algorithme de rendu volumique de maillages tétraédriques par élément texturé sur processeur graphique, réduisant la quantité d'informations transmises par tétraèdre rendu afin d'obtenir de bonnes performances. Puis, nous présentons une architecture de rendu volumique parallèle de maillages tétraédriques. Elle repartit les traitements entre processeur central et processeur graphique, suivant l'espace dans lequel ils sont effectués (espace-objet ou -image), ce qui permet d'augmenter arbitrairement le nombre d'unités de rendu utilisées en parallèle. Enfin, nous étudions comment nos deux contributions, rendu volumique par élément texturé et rendu parallèle hybride, pourront s'adapter aux futures architectures matérielles afin d'en augmenter la vitesse et la qualité de rendu

In recent years, performance and functionalities of graphics processing units (or GPUs) have tremendously increased, allowing the development of novel algorithms in the field of unstructured meshes volume rendering for scientific visualization. In this thesis report, we present our contributions to this particular domain. First, after reviewing parallel graphics rendering as well as the real-time graphics pipeline, we conduct a bibliographical survey of the previous work regarding unstructured meshes volume rendering on the GPU. Following this, we present a GPU point-sprite based tetrahedral meshes volume rendering algorithm. It minimizes the amount of data transmitted to the GPU for each tetrahedron rendered, resulting in a lower bandwidth and a higher performance. Afterwards, we present a hybrid parallel tetrahedral meshes volume rendering architecture. It partitions its work between the CPU and the GPU, according to the space (object or image) into which each work subset is done, allowing to arbitrarily scale the number of nodes used. Finally, we discuss how our two main contributions, namely point-sprite based and hybrid parallel volume rendering, might be adapted to future hardware architectures in order to improve both their performance and rendering quality.