2016 Fiscal Year Research-status Report
地球科学データ解析に向けたベクトル型計算機上での「その場」可視化の実現
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16K00173
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
大野 暢亮 兵庫県立大学, シミュレーション学研究科, 教授 (50373238)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | その場可視化 / ベクトル計算機 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度はボリュームレンダリング手法の高ベクトル化率達成に向けたアルゴリズム修正について焦点をあてて研究を実施した。
はじめにボリュームレンダリング手法でデータ可視化をおこなうスカラ計算機向けのプログラムを開発し、これを基にアルゴリズムの高ベクトル化率に向けた修正をおこなった。座標系ついては、構造格子であるYin-Yang格子および4面体で構成された非構造格子で定義されたデータをターゲットとした。ベクトル計算機上で高速に動作させるためには、プログラム内にループ長の長いループ構造を多く作り高ベクトル化率を達成することが必要である。
Yin-Ynag格子向けのプログラムはレイキャスティング法により可視化をおこなう。ベクトル化向けのアルゴリズム修正に関しては、レイトレーシング法のベクトル化に関する先行研究を参考に進めた。具体的には、レイを一つずつ計算するのではなく、複数のレイをループ構造にすることで同時に計算するように修正した。
非構造格子向けのプログラムは粒子ベースボリュームレンダリング手法を採用し開発した。粒子生成に用いるサンプリング手法は、一様サンプリング法およびより質の高い画像を出力できるメトロポリスサンプリング法を実装した。一様サンプリング法のベクトル化について全粒子を1つのループで生成するように修正した。メトロポリスサンプリング法では格子をループにまとめた。つまり各格子に1つずつ粒子を生成するようなループを作成した。
代表的なベクトル計算機である地球シミュレータ上で性能を評価したところ、（ベクトル化率はデータやパラメータに依存するが）いずれもベクトル化率が95%を超え、目標を達成できた。この結果から、レイキャスティング法および粒子ベースボリュームレンダリング法はベクトル計算機上でIn-Situ可視化を実現する上での可視化手法の有力な候補であることがわかった
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度実施予定であったYin-Yang格子および非構造格子で定義されたデータ向けのスカラ計算機向けのプログラムの開発、およびそれらを基にしたベクトル計算機向けのアルゴリズム修正と性能評価を予定通りおこなうことができた。ただし、性能評価については当初複数のデータを用いる予定であったが、1種類のデータのみでおこなった。今後は複数のデータでおこなう性能評価を行う必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り、等値面・スライス・矢印表示の可視化手法のコード開発とベクトル化に向けたアルゴリズム修正を進めるとともに、並列化・ライブラリ化も進めていく。
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| Causes of Carryover |
プログラム開発が遅れたために学会参加などを控えた。その影響で旅費やその他の執行が当初予定より少なくなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当該年度の研究開発はおおむね予定通りに進んだので、次年度は積極的に学会などに参加し、研究成果の発表および情報収集を行う。
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