Detail práce

Zobrazení rozsáhlých volumetrických dat na CPU

Diplomová práce Student: Dlabaja Drahomír Akademický rok: 2021/2022 Vedoucí: Španěl Michal, Ing., Ph.D.
Název anglicky
Visualization of Large Volumetric Data on CPU
Jazyk práce
český
Abstrakt

Tato práce řeší problém zobrazení volumetrických dat na CPU, které svým datovým rozsahem přesahují operační paměť stroje. Práce popisuje návrh vizualizačního schématu, které sestává z datové struktury pro rozsáhlá volumetrická data, a algoritmu, který takto zpracovaná data vizualizuje. Navržená hierarchická datová struktura akceleruje vzorkování a umožňuje redukci celkového množství dat, které je při vizualizaci nutné načíst do fyzické paměti. Vizualizace zpracovaných dat je docíleno metodou vrhání paprsků s využitím existujících optimalizačních technik, jako je přeskakování prázdného prostoru nebo předčasné ukončení paprsku. Datová struktura umožňuje až 12x rychlejší vzorkování v porovnání s vzorkováním surových rozsáhlých volumetrických dat, která jsou serializována po řádcích. Využitím datové hierarchie bylo dosaženo až 150x rychlejší vizualizace rozsáhlých volumetrických dat v téměř bezeztrátovém režimu v porovnání s plně bezeztrátovým režimem. Zobrazovací schéma je implementováno formou knihovny v jazyce C++20. Implementace využívá akceleraci pomocí vektorizace a umožňuje snadnou paralelizaci ze strany uživatele. Knihovna poskytuje nástroje pro zpracování a zobrazení rozsáhlých volumetrických dat na CPU.

Klíčová slova

Volumetrická data, rozsáhlá data, bloková dekompozice, vrhání paprsku, vektorizace, datová hierarchie, oktalový strom.

Ústav
Studijní program
Informační technologie a umělá inteligence, specializace Počítačová grafika a interakce
Soubory
Stav
obhájeno, hodnocení A
Obhajoba
22. června 2022
Oponent
Průběh obhajoby

Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A.

Otázky u obhajoby
  1. Neobsahuje červený blok na obrázku 4.6, v druhé úrovni hierarchie špatnou minimální hodnotu?
  2. Proč je vizualizační aplikace tak pomalá? Jak jste ji v takovém stavu mohl ovládat přes GUI?
  3. Proč bylo řešení realizováno na CPU?
  4. Jak vypadá využitá datová struktura?
  5. Jak probíhá adaptace na cílové řešení?
  6. Provedl jste porovnání s jinými řešeními?
Komise
Chudý Peter, doc. Ing., Ph.D. MBA (UPGM FIT VUT), předseda
Bařina David, Ing., Ph.D. (UPGM FIT VUT), člen
Češka Milan, doc. RNDr., Ph.D. (UITS FIT VUT), člen
Grézl František, Ing., Ph.D. (UPGM FIT VUT), člen
Milet Tomáš, Ing., Ph.D. (UPGM FIT VUT), člen
Zemčík Pavel, prof. Dr. Ing. (UPGM FIT VUT), člen
Citace
DLABAJA, Drahomír. Zobrazení rozsáhlých volumetrických dat na CPU. Brno, 2022. Diplomová práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií. 2022-06-22. Vedoucí práce Španěl Michal. Dostupné z: https://www.fit.vut.cz/study/thesis/24487/
BibTeX
@mastersthesis{FITMT24487,
    author = "Drahom\'{i}r Dlabaja",
    type = "Diplomov\'{a} pr\'{a}ce",
    title = "Zobrazen\'{i} rozs\'{a}hl\'{y}ch volumetrick\'{y}ch dat na CPU",
    school = "Vysok\'{e} u\v{c}en\'{i} technick\'{e} v Brn\v{e}, Fakulta informa\v{c}n\'{i}ch technologi\'{i}",
    year = 2022,
    location = "Brno, CZ",
    language = "czech",
    url = "https://www.fit.vut.cz/study/thesis/24487/"
}
Nahoru