Интеллектуальная технология визуализации результатов квантово- механических расчетов наноразмерных атомно-молекулярных систем Безгодов Алексей Алексеевич НИИ НКТ, СПбГУ ИТМО

2 Задачи научной визуализации Научная визуализация – это междисциплинарное направление науки, основным назначением которого является визуализация многомерных явлений и процессов Основная задача визуализация этих явлений – быстрый качественный и, возможно, количественный анализ больших объемов данных Требования к визуализации: –Интерактивность –Когнитивность

3 Примеры научной визуализации

4 Визуализатор как компонент HPC-NASIS Атомы Связи Поля: –Спиновой плотности –Электронной плотности –Переходной плотности –… Анимация –Оптимизация –Докинг –Наногидродинамика –… Большой объем данных Сложные структуры данных

5 Концепция визуализатора Серверная визуализация Интеллектуальная поддержка пользователя «Игровые» технологии Необходимость установки ПО Необходимость поддержки пользователей Необходимость поддержки визуализатора в актуальном состоянии «Слабые» машины Сложность анализа Сложность настройки визуализации: - Много вариантов отображения параметров Низкая производительность Низкое качество визуализации

6 Серверная визуализация Браузер: IE, FF, Opera Вычислительные узлы Визуализатор Хранилище Экспертная система СерверКлиент

7 Интеллектуальная поддержка пользователя Интерактивный интерфейс пользователя Комплексное отображение результатов моделирования –Одновременное отображение нескольких параметров –Сопоставление отображаемых данных Интеллектуальный анализ данных Визуализация результатов анализа данных

8 Интеллектуальная поддержка пользователя Автоматический анализ результатов моделирования на основании экспертных знаний об их структуре –Классификация по степени вырожденности по симметрии –Разделение на,, орбитали –Выявление орбиталей с неподеленными парами электронов Автоматическое конфигурирование визуализации –Настройка палитры –Сегментация –… Объекты визуализации: –Молекулы –Общая электронная плотность –Орбитали –Спиновая плотность –Переходная плотность –… Примитивы визуализации: –Атом –Поле –Орбиталь –…

9 Особенности реализации DirectX 9 + HLSL OpenBabel Сервер: C++ Клиент: С# Volume rendering Hardware instancing –GeForce GTX260: 4 fps 6 fps > треугольников Оптимизация: –PerfHUD –ShaderPERF Производительность особенно актуальна для задач серверной визуализации

10 Примеры работы молекулярного визуализатора

11 Выводы Серверная визуализация позволяет решить проблему внедрения и поддержки визуализатора Ассистирование пользователю позволяет ускорить процесс анализа данных «Игровые» технологии позволяют достичь качественной и производительной визуализации

Вопросы?