Parallel visualization and compute environments for graphics clusters [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Magnus Strengert

Parallel Visualization and ComputeEnvironments for Graphics ClustersVon der Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informations-technik der Universität Stuttgart zur Erlangung der Würdeeines Doktors der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.)genehmigte AbhandlungVorgelegt vonMagnus Strengertaus StuttgartHauptberichter: Prof. Dr. T. ErtlMitberichter: Prof. Dr. K.-L. MaMitberichter: Prof. Dr. D. WeiskopfTag der mündlichen Prüfung: 18. Juni 2010Institut für Visualisierung und Interaktive Systemeder Universität Stuttgart2010iiContentsAbstract 1Zusammenfassung 31 Introduction 51.1 Outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Interactive Visualization 92.1 Visualization Pipeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.2 Graphics Processing Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2.1 Rendering Pipeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2.2 Hardware Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.2.3 The GPGPU Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Direct Volume Visualization 193.1 Radiative Transfer in Participating Media . . . . . . . . . . . . . . 193.1.1 The Volume Rendering Integral . . . . . . . . . . . . . . . . 223.1.2 The Kubelka-Munk Optical Compositing Model . . . . . . 293.2 Direct Volume Visualization Techniques . . . . . . . . . . . . . . . 353.2.1 Data Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353.2.2 Classification . .