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Construction of Super High Speed Rendering Server using GPGPU

Research Project

Project/Area Number 26282009
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Design science
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

Kasahara Shinichi  首都大学東京, システムデザイン研究科, 客員教授 (00433178)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大久保 寛  首都大学東京, システムデザイン研究科, 准教授 (90336446)
Research Collaborator DOHI toyokazu  
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥15,990,000 (Direct Cost: ¥12,300,000、Indirect Cost: ¥3,690,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywordsコンピュータグラフィックス / GPGPU / 並列処理
Outline of Final Research Achievements

We have developed a practical super high speed Computer Graphics rendering system whose calculation speed is more than hundreds times faster than ordinal rendering systems by CPU calculation, and going to provide the system through internet for designers to use high end Computer Graphics images quickly and easily at design study.
We propose a hybrid rendering method of CPU calculation and GPU calculation. We extract small process of heavy load calculation from total rendering process, and apply GPU calculation to the heavy load process only. By calculating the rest using CPU huge branched operations by GPU is avoided. We implemented these proposed method for GPU calculation to a global illumination rendering software based on path tracing method. We timed rendering calculation of several test images by the GPU version of the software with a server system consisted of 7 GPUs, and got result of faster hundreds times to thousands times than CPU version of the same software.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

建築業界においてCGは設計段階の建物の可視化ツールとして活用されているが、近年のCG表現技術の向上によって画像生成の計算時間も増加し、設計者からのレンダリングの高速化の要望は非常に高い。
本研究開発システムにより、CGレンダリングを超高速に処理し高品質画像を瞬時に生成することを実現した。さらに本システムをネットワークを介してユーザーが手軽に利用できる仕組みも構築し、開発システムの実用性と社会への技術普及の可能性を示した。
レンダリングの超高速処理は、単に時間が短縮されるだけでなく、設計段階におけるCGの利用形態が大きく変化し設計プロセス自体の変化や設計品質向上をもたらすことが期待される。

Report

(5 results)
  • 2018 Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2019 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (8 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] EFFICIENT PARALLEL ALGORITHM FOR SUPER HIGH SPEED COMPUTER GRAPHICS RENDERING USING GPGPU2019

    • Author(s)
      笠原信一、大久保寛
    • Journal Title

      Journal of Environmental Engineering (Transactions of AIJ)

      Volume: 84 Issue: 759 Pages: 543-552

    • DOI

      10.3130/aije.84.543

    • NAID

      130007655739

    • ISSN
      1348-0685, 1881-817X
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 点光源による半影表現のためのレイトレーシング拡張アルゴリズム2016

    • Author(s)
      吉村ももこ、笠原信一
    • Journal Title

      日本建築学会環境系論文集

      Volume: 81 Pages: 563-572

    • NAID

      130005161553

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 「3次元スケッチブック」の可能性2017

    • Author(s)
      矢追那実、安藤大地、笠原信一
    • Organizer
      情報処理学会インタラクション2016
    • Place of Presentation
      明治大学中野キャンパス(東京都中野区)
    • Year and Date
      2017-03-02
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] シネマグラフを簡易的に作成する新手法の提案2017

    • Author(s)
      磯野優夏、安藤大地、笠原信一
    • Organizer
      情報処理学会インタラクション2016
    • Place of Presentation
      明治大学中野キャンパス(東京都中野区)
    • Year and Date
      2017-03-02
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 2Dアニメーション制作のための3DCG技術を活用したシステムの提案2017

    • Author(s)
      宇野花梨、安藤大地、笠原信一
    • Organizer
      情報処理学会インタラクション2016
    • Place of Presentation
      明治大学中野キャンパス(東京都中野区)
    • Year and Date
      2017-03-02
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      2016 Annual Research Report
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    • Author(s)
      松本颯生、安藤大地、笠原信一
    • Organizer
      情報処理学会第162回グラフィックスとCAD研究発表会
    • Place of Presentation
      国立情報学研究所(NII)
    • Year and Date
      2016-02-08
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  • [Presentation] 位置・時間を主軸においたWebコンテンツのストーリー形式まとめシステム2015

    • Author(s)
      有山大地、安藤大地、笠原信一
    • Organizer
      情報処理学会 インタラクション2015
    • Place of Presentation
      日本科学未来館
    • Year and Date
      2015-03-05 – 2015-03-07
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    • Author(s)
      三善優紀、安藤大地、笠原信一
    • Organizer
      情報処理学会 インタラクション2015
    • Place of Presentation
      日本科学未来館
    • Year and Date
      2015-03-05 – 2015-03-07
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチウィンドウにより情報の収集・比較を可能とするWeb検索ツールの提案2015

    • Author(s)
      松岡宗人、安藤大地、笠原信一
    • Organizer
      情報処理学会 インタラクション2015
    • Place of Presentation
      日本科学未来館
    • Year and Date
      2015-03-05 – 2015-03-07
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    • Author(s)
      浜田真成、安藤大地、笠原信一
    • Organizer
      情報処理学会 インタラクション2015
    • Place of Presentation
      日本科学未来館
    • Year and Date
      2015-03-05 – 2015-03-07
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  • [Remarks] 首都大学東京システムデザイン学部インダストリアルアートコースソフトウエアデザインスタジオ

    • URL

      http://sfdn.sd.tmu.ac.jp/

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  • [Remarks] 首都大学東京システムデザイン学部インダストリアルアートコースソフトウエアデザインスタジオ

    • URL

      http://sfdn.sd.tmu.ac.jp

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  • [Remarks] CGレンダリングシステム「Frend」

    • URL

      http://sfdn-w1.sd.tmu.ac.jp:30005

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2020-03-30  

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