Journal of KIISE:Computing Practices and Letters (한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터)

Korean Institute of Information Scientists and Engineers (한국정보과학회)
권호 표지

Compression-Based Volume Rendering on Distributed Memory Parallel Computers

분산 메모리 구조를 갖는 병렬 컴퓨터 상에서의 압축 기반 볼륨 렌더링

  • Published : 2000.10.01
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Abstract

본 논문에서는 분산 메모리 구조를 갖는 병렬 컴퓨터 상에서 방대한 크기를 갖는 볼륨 데이터의 효과적인 가시화를 위한 병렬 광선 투사법을 제안한다. 데이터의 압축을 기반으로 하는 본 기법은 다른 프로세서의 메모리로부터 데이터를 읽기보다는 자신의 지역 메모리에 존재하는 압축된 데이터를 빠르게 복원함으로써 병렬 렌더링 성능을 향상시키는 것을 목표로 한다. 본 기법은 객체-순서와 영상-순서 탐색 알고리즘 모두의 정점을 이용하여 성능을 향상시켰다. 즉, 블록 단위의 최대-최소 팔진트리의 탐색과 각 픽셀의 불투명도 값을 동적으로 유지하는 실시간 사진트리를 응용함으로써 객체-공간과 영상-공간 각각의 응집성을 이용하였다. 본 논문에서 제안하는 압축 기반 병렬 볼륨 렌더링 방법은 렌더링 수행 중 발생하는 프로세서간의 통신을 최소화하도록 구현되었는데, 이러한 특징은 프로세서 사이의 상당히 높은 데이터 통신 비용을 감수하여야 하는 PC 및 워크스테이션의 클러스터와 같은 더욱 실용적인 분산 환경에서 매우 유용하다. 본 논문에서는 Cray T3E 병렬 컴퓨터 상에서 Visible Man 데이터를 이용하여 실험을 수행하였다.

Keywords

References

  1. NLM, http.//www.nlm.nihgov/research/visible/ visible_human.tuml, 1998
  2. J. Nieh and M. Levoy, 'Volume rendering on scalable shared-memory MIMD architectures,' 1992 Workshop on Volume Visualization, pp.l7-24, 1992 https://doi.org/10.1145/147130.147141
  3. C. Montani, R. Perego, and R. Scopigno, 'Parallel rendering of volumetric dataset on distributed memory architectures,' Concurrency: Practice and Experience, vol.5 No.2, pp.153-167, 1993 https://doi.org/10.1002/cpe.4330050205
  4. K. Ma, et. al., 'Parallel volume rendering using binary swap compositing,' IEEE Computer Graphics and Applications, Vol.14, No.4, pp.59-68, 1994 https://doi.org/10.1109/38.291532
  5. U. Neumann, 'Communication costs for parallel volume-rendering algorithms,' IEEE Computer Graphics and Applications, Vol.14, No.4, pp.49-58, 1994 https://doi.org/10.1109/38.291531
  6. C. Bajaj, I. Ihm, and S. Park, '3D HGB image compression for interactive applications,' TICAM Report 99-41, The University of Texas at Austin, October 1999
  7. I. Ihm and S. Park, 'Wavelet-based 3D compression scheme for very large volume data,' Graphics Interface '98, pp.107-116, Vancouver, Canada. June 1998
  8. I. Ihm and S. Park, 'Wavelet-based 3D compression scheme for interactive visualization of very large volume data,' Computer Graphics Forum, Vol.18, No.1, pp.3-15, 1999 https://doi.org/10.1111/1467-8659.00298
  9. S. Park, G. Koo, and I. Ihm, 'Wavelet-based 3D compression schemes for the visible human dataset and their applications,' The 2nd Visible Human Project Conference, Maryland, USA October 1998
  10. C. Bajaj, I. Ihm, G. Koo and S. Park, 'Parallel ray casting of visible human on distributed memory architectures.' VisSym '99: Joint EUROGRA-PHICS-IEEE TCVG Symposium on Visuali-zation, pp.269-276, Vienna, Austria, May 1999
  11. C. Bajaj, I. Ihrn and S. Park, 'Making 3D texture practical,' Pacific Graphics '99, pp.259-268, Seoul. Korea, October 1999 https://doi.org/10.1109/PCCGA.1999.803370
  12. M. Levoy, 'Display of surface from volume data,' IEEE Computer Graphics and Applications. Vol.8. No.3, pp.29-37, 1998 https://doi.org/10.1109/38.511
  13. M. Levey, 'Efficient ray tracing of volume data,' ACM Transactions on Graphics, Vol.9, No.3, pp.245-261, 1990 https://doi.org/10.1145/78964.78965
  14. D. Cohen and Z. Sheffer, 'Proximity clouds-an acceleration technique for 3D grid traversal,' The Visual Computer, Vol.11, pp.27-38, 1994 https://doi.org/10.1007/BF01900697
  15. K. Subramanian and D. Fussell, 'Applying space subdivision techniques to volume rendering,' IEEE Visualization '90, pp,150-159, October 1990 https://doi.org/10.1109/VISUAL.1990.146377
  16. L. Westover, 'Footprint evaluation for volume rendering,' Computer Graphics, Vol.24, No.4, pp.367-376. 1990 https://doi.org/10.1145/97880.97919
  17. R. Lee and I. Ihm, 'On enhancing the speed of splatting using both object- and image-space coherence,' Graphical Models, Vol.62, No.4, pp.263-282, July 2000 https://doi.org/10.1006/gmod.2000.0524
  18. SHMEM User's Guide, Cray Research Inc., 1994
  19. M. Amin, A. Grama and V. Singh, 'Fast volume rendering using an efficient scalable parallel formulation of the shear-warp algorithm,' The 1995 Parallel Rendering Symposium, pp.7-14, Atlanta, October 1995 https://doi.org/10.1145/218327.218330
  20. P. Lacroute, 'Real-time volume rendering on shared memory multiprocessors using the shear-warp factorization,' The 1995 Parallel Rendering Symposium, pp. 15-22, Atlanta, October 1995 https://doi.org/10.1145/218327.218331
  21. A. Law and R. Yagel, 'Multi-frame thrashless ray casting with advancing ray-front,' Graphics Interface '96, pp. 70-77, Toronto, Canada, May 1996
  22. P. Li, S. Whitman, R. Mendoza, and J. Tsiao. 'ParVox - a parallel splatting volume rendering system for distributed visualization,' The 1997 Symposium on Parallel Rendering, pp. 7-14, Phoenix, October 1997 https://doi.org/10.1109/PRS.1997.628290
  23. S. Parker, M. Parker, Y. Livnat, P. Sloan, C. Hansen, and P. Shirley, 'Interactive ray tracing for volume visualization,' IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, Vol.5, No.3, pp.238-250, 1999 https://doi.org/10.1109/2945.795215