계층적 자료구조와 그래픽스 하드웨어를 이용한 적응적 메쉬 세분화 데이타의 대화식 가시화

박상훈(Sanghun Park),Chandrajit Bajaj(Chandrajit Bajaj) 한국정보과학회 2004 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.31 No.5·6

적응적 메쉬 세분화(AMR)는 여러 과학과 공학 분야에서 이용되는 보편적인 계산 시뮬레이션 기법이다. AMR 데이타가 계층적인 다중해상도 데이타 구조로 이뤄져 있음에도 불구하고, 어떤 적절한 자료구조로의 변형 없이, 이 데이타를 광선추적법이나 스플래팅과 같은 전통적인 볼륨 가시화 알고리즘들을 이용하여 가시화하는 것은 불가능하다. 본 논문에서는 AMR 데이타로부터 생성된 k-d 트리와 팔진트리를 이용하는 계층적 다중해상도 스플래팅에 대해 설명한다. 이 기법은 최신의 범용 PC 그래픽스 하드웨어를 이용하여 AMR 데이타의 가시화를 구현하는데 적합하다. 대화식으로 변환함수와 뷰잉 / 렌더링 파라메터를 설정할 수 있는 기능을 제공하는 사용자 인터페이스에 대해서도 설명한다. nVIDIA GeForce3 그래픽스 카드를 내장한 범용의 PC를 이용해 얻은 실험 결과로부터, 제안된 기법을 이용해 AMR 데이타를 대화식으로(초당 20프레임 이상의 속도로) 렌더링할 수 있음을 보인다. 본 기법은 시간 가변 AMR 데이타의 병렬 렌더링에도 쉽게 적용될 수 있을 것이다. Adaptive mesh refinement(AMR) is one of the popular computational simulation techniques used in various scientific and engineering fields. Although AMR data is organized in a hierarchical multi-resolution data structure, traditional volume visualization algorithms such as ray-casting and splatting cannot handle the form without converting it to a sophisticated data structure. In this paper, we present a hierarchical multi-resolution splatting technique using k-d trees and octrees for AMR data that is suitable for implementation on the latest consumer PC graphics hardware. We describe a graphical user interface to set transfer function and viewing / rendering parameters interactively. Experimental results obtained on a general purpose PC equipped with an nVIDIA GeForce3 card are presented to demonstrate that the proposed techniques can interactively render AMR data(over 20 frames per second). Our scheme can easily be applied to parallel rendering of time-varying AMR data.

계층적 자료구조와 그래픽스 하드웨어를 이용한 적응적 메쉬 세분화 데이타의 대화식 가시화

박상훈,Chandrajit Bajaj 한국정보과학회 2004 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.31 No.6

Adaptive mesh refinement(AMR) is one of the popular computational simulation techniques used in various scientific and engineering fields. Although AMR data is organized in a hierarchical multi-resolution data structure, traditional volume visualization algorithms such as ray-casting and splatting cannot handle the form without converting it to a sophisticated data structure. In this paper, we present a hierarchical multi-resolution splatting technique using k-d trees and octrees for AMR data that is suitable for implementation on the latest consumer PC graphics hardware. We describe a graphical user interface to set transfer function and viewing / rendering parameters interactively. Experimental results obtained on a general purpose PC equipped with an nVIDIA GeForce3 card are presented to demonstrate that the proposed techniques can interactively render AMR data(over 20 frames per second). Our scheme can easily be applied to parallel rendering of time-varying AMR data. 적응적 메쉬 세분화(AMR)는 여러 과학과 공학 분야에서 이용되는 보편적인 계산 시뮬레이션 기법이다. AMR 데이타가 계층적인 다중해상도 데이타 구조로 이뤄져 있음에도 불구하고, 어떤 적절한 자료구조로의 변형 없이, 이 데이타를 광선추적법이나 스플래팅과 같은 전통적인 볼륨 가시화 알고리즘들을 이용하여 가시화하는 것은 불가능하다. 본 논문에서는 AMR 데이타로부터 생성된 k-d 트리와 팔진트리를 이용하는 계층적 다중해상도 스플래팅에 대해 설명한다. 이 기법은 최신의 범용 PC 그래픽스 하드웨어를 이용하여 AMR 데이타의 가시화를 구현하는데 적합하다. 대화식으로 변환함수와 뷰잉 / 렌더링 파라메터를 설정할 수 있는 기능을 제공하는 사용자 인터페이스에 대해서도 설명한다. nVIDIA GeForce3 그래픽스 카드를 내장한 범용의 PC를 이용해 얻은 실험 결과로부터, 제안된 기법을 이용해 AMR 데이타를 대화식으로(초당 20프레임 이상의 속도로) 렌더링할 수 있음을 보인다. 본 기법은 시간 가변 AMR 데이타의 병렬 렌더링에도 쉽게 적용될 수 있을 것이다.

계층적 자료구조와 그래픽스 하드웨어를 이용한 적응적 메쉬 세분화 데이타의 대화식 가시화

박상훈,Chandrajit Bajaj 한국정보과학회 2004 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.31 No.5

적응적 메쉬 세분화(AMR)는 여러 과학과 공학 분야에서 이용되는 보편적인 계산 시뮬레이션기법이다. AMR 데이타가 계층적인 다중해상도 데이타 구조로 이뤄져 있음에도 불구하고, 어떤 적절한 자료구조로의 변형 없이, 이 데이타를 광선추적법이나 스플래팅과 같은 전통적인 볼륨 가시화 알고리즘들을 이용하여 가시화 하는 것은 불가능하다. 본 논문에서는 AMR 데이타로부터 생성된 k-d 트리와 팔진트리를 이용하는 계층적 다중해상도 스플래팅에 대해 설명한다. 이 기법은 최신의 범용 PC 그래픽스 하드웨어를 이용하여 AMR 데이타의 가시화를 구현하는데 적합하다. 대화식으로 변환함수와 뷰잉 / 렌더링 파라메터를 설정할 수 있는 기능을 제공하는 사용자 인터페이스에 대해서도 설명한다. nVIDIA GeForce3 그래픽스 카드를 내장한 범용의 PC를 이용해 얻은 실험 결과로부터, 제안된 기법을 이용해 AMR 데이타를 대화식으로(초당 20프레임 이상의 속도로) 렌더링 할 수 있음을 보인다. 본 기법은 시간 가변 AMR 데이터의 병렬 렌더링에도 쉽게 적응될 수 있을 것이다. Adaptive mesh refinement(AMR) is one of the popular computational simulation techniques used in various scientific and engineering fields. Although AMR data is organized in a hierarchical multi-resolution data structure, traditional volume visualization algorithms such as ray-casting and splatting cannot handle the form without converting it to a sophisticated data structure. In this paper, we present a hierarchical multi-resolution splatting technique using k-d trees and octrees for AMR data that is suitable for implementation on the latest consumer PC graphics hardware. We describe a graphical user interface to set transfer function and viewing / rendering parameters interactively. Experimental results obtained on a general purpose PC equipped with an nVIDIA GeForce3 card are presented to demonstrate that the proposed techniques can interactively render AMR data(over 20 frames per second). Our scheme can easily be applied to parallel rendering of time-varying AMR data.

Hardware-Accelerated Multipipe Parallel Rendering of Large Data Streams

Sanghun Park,Sangmin Park,Chandrajit Bajaj,Insung lhm 한국컴퓨터그래픽스학회 2001 컴퓨터그래픽스학회논문지 Vol.7 No.2

Extending the photon mapping method for realistic rendering of hot gaseous fluids

Kang, Byungkwon,Ihm, Insung,Bajaj, Chandrajit John Wiley Sons, Ltd. 2005 Computer Animation and Virtual Worlds Vol. No.

<P>With the increased sophistication and use of heated gas, fire, and explosion simulations in computer graphics applications, there is a corresponding impetus to improve the visual realism in the rendering of such simulated phenomena. In visualizing these turbulent fluids, an appropriate incorporation of their incandescent properties into the rendering significantly enhances the realism of visual effects. In this paper, we effectively synthesize the light emission phenomena of hot gaseous fluids by extending the photon mapping global illumination method. In particular, we add two new photon maps to capture the thermal radiation effects. First, we define an emission photon map to store the photons emitted within hot gaseous fluids. Second, we utilize additional flash and flash reflection photon maps, which are effective in creating a visual effect of light that intensively and instantly propagates outside hot gaseous fluids, visually capturing shock waves. Our current technique, while based on the theory of blackbody radiation, is parameterized to enable an animator to generate a wide range of visual effects with fairly intuitive user control. We demonstrate the effectiveness of our new rendering technique and user-controlled generation of visual effects with several example pictures and animations. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.</P>

Hardware-Accelerated Multipipe Parallel Rendering of Large Data Streams

Park, Sanghun,Park, Sangmin,Bajaj, Chandrajit,Ihm, Insung Korea Computer Graphics Society 2001 컴퓨터그래픽스학회논문지 Vol.7 No.2

최근 과학적 데이터의 증가 결과로, 매우 방대한 크기의 볼륨 데이터들이 점차로 일반화되고 있다. 다양한 텍스춰 기반 볼륨 렌더링 알고리듬들이 제안되었으나, 대부분의 방법들이 하드웨어가 갖고 있는 텍스춰 메모리보다 작은 크기의 볼륨 데이터를 가시화하는데 촛점을 맞추고 있다. 본 논문은 멀티파이프 시스템 구조상에서 매우 큰 정적 데이터와 시간 가변 데이터를 위한 새로운 병렬 볼륨 렌더링 스킴에 대해 설명한다. 이 스킴은 큰 볼륨을 동적으로 작은 크기의 블릭으로 분할하고, 이를 그래픽스 파이프에 적절히 할당함으로써 텍스춰 교체 비용을 최소화 한다. 이 기법은, 수행중에 법선 벡터를 계산하고 OpenGL 컬러 행렬을 이용하여 퐁 쉐이딩 영상을 쉽게 생성할 수 있다. 우리는 SGI Onyx2 시스템을 이용하여 큰 크기의 다양한 데이터에 대해 실험한 결과를 보인다. As a result of the recent explosive growth of scientific data, extremely large volume datasets have become increasingly commonplace. While several texture-based volume rendering algorithms have been proposed, most of them focused on volumes smaller than the hardware's available texture memory. This paper presents a new parallel volume rendering scheme for very large static and time-varying data on a multipipe system architecture. Our scheme subdivides large volumes dynamically into smaller bricks, and assigns them adaptively to graphics pipes to minimize the costs of texture swapping. With the new method, Phong shaded images can be easily created by computing the gradients on the fly and using the color matrix feature of OpenGL. We report experimental results on an SGI Onyx2 for the various large datasets.