Implementace pokročilých vizualizačních technik do systému Aurora

Bc. Adam Franců

Master's thesis

Implementation of Advanced Visualisation Techniques in Aurora System

Anotácia:

Autor se v této práci věnuje problematice vylepšení klíčových částí aplikace Aurora. Tato aplikace se zaměřuje na simulaci a vizualizaci pohybu těles v planetárních systémech. Tyto systémy jsou založeny buď na reálných datech či procedurálně vygenerované. Práce je rozdělena na 3 části. První část se týká vizualizace rozsáhlých prostor v rozdílných měřítkách. Rovněž popisuje postup, který umožňuje vizualizaci statisíců objektů v jedné scéně a náležité operace s nimi. Druhá část práce se týká simulační stránky, konkrétně implementace problému n těles. Tento problém řeší pomocí numerické simulace. Výpočet realizuje skrz masivní paralelizmus na GPU pomocí OpenCL API. Pro tento výpočet autor realizuje klient-server architekturu, která umožňuje kompletní oddělení simulační a vizualizační stránky aplikace. Rovněž s touto implementací odpadá potřeba konkrétního hardwaru a výpočetního výkonu na klientské straně. Třetí část práce se týká problematiky tvorby rozdílně vypadajících těles. V této části autor popisuje, jakým způsobem lze docílit náhodně vypadajících povrchů těles pomocí Perlinova šumu a rovněž popisuje nutné modifikace stávající verze aplikace Aurora, které předcházely implementaci této problematiky.

Abstract:

Author of this thesis is focused at improving critical parts of Aurora application, which is focused on authentic simulation and visualization of bodies within different planetary systems. These systems can be based on real data or procedurally generated. This thesis is focused on three main topics. First part is focused on visualization of large areas within different scale modes. It also describes procedures, which allows visulization of hundreds of thousands objects within one scene and following operations with them. Second part is focused on simulation part, where author describes the implementation of n body problem using numerical simulation. Calculations are made with massive paralelism using GPU and OpenCL API. For this problem, author implements client-server architecture, which allows complete separation of simulation and visualization. It also removes the need of specific hardware and computation power to be present at client side. Third part of this thesis is focused on creating bodies with different looking surface. In this part, author describes the use of Perlin noise to achieve such task and also describes followup changes to the application in order to support such algorithms.

Kľúčové slová

simulace, vizualizace, planetární systémy, unity, výpočet pomocí gpgpu

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 14. 5. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 16. 6. 2015
• Vedúci: Ing. Jiří Jeníček, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Master programme / odbor:
Electrical Engineering and Informatics / Information Technology