Development of Visualization framework and AR Application on Unity with point data reduction technique

利用点数据缩减技术在Unity上开发可视化框架和AR应用

基本信息

批准号：
21K11916
负责人：
宮地英生
金额：
$ 2.08万
依托单位：
Tokyo City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

従来の可視化処理は、数値シミュレーションのデータをポリゴン化した後にレンダリングを実施して画像を生成していた。しかし、1億格子を超える大規模データではディスプレイの解像度（約100万程度）を超えるため、従来の処理手順では、レンダリングの最終処理（Zバッファ処理）で大部分の情報が捨てられる。我々が提案する可視化マッピング手法は、その処理順序を変更することで無駄な可視化計算を減らす。21年度は、この手法をUnity上で動作させるプロトタイプを開発した。22年度は、昨年度に設計を完了した非構造格子（四面体、六面体、三角柱）への拡張を実装した。それを用いて、分担研究者の樫山が計算する災害シミュレーションの時系列データ（四面体）を可視化し、非構造格子への拡張機能を動作検証した。その結果は、数値流体力学シンポジウムで口頭発表した。また、本システムを用い、年度末には点群等値面の簡易的なベンチマークテストを実施した。その結果、設計通り、小規模データでは既存の等値面よりも遅いが、1億点を超えるあたりで本システムの性能が優位となることが示された。これは、既存手法と条件を揃えたベンチマーク試験の結果を加えたうえで論文発表する予定である。また、本課題のアウトプットとなるフリーの可視化フレームワーク：VisAssets普及のために、核融合科学研究所の可視化研究会、および、サイエンティフィック・システム研究会 5G 時代の可視化技術研究 WGにて開発進捗報告を行った。日本シミュレーション学会の年次大会ではチュートリアルを実施した。立命館大学の協力を得て、同研究室で扱っている大阪湾の海流データ（点群データ）を可視化してVRで表示することを開始した。

在常规的可视化过程中，来自数值模拟的数据将转换为多边形，然后进行渲染以生成图像。但是，大规模数据超过1亿个晶格，因此显示分辨率（约100万）超过了显示分辨率，因此在常规处理程序中，大多数信息在渲染的最终处理（Z-Buffer处理）期间被丢弃。我们提出的可视化映射技术通过更改处理顺序来减少不必要的可视化计算。在2011年，我们开发了一个原型，该原型将在Unity上运行此方法。在2012财年，我们实施了去年设计的非结构化晶格（四面体，六面体和三角形棱镜）的扩展。使用此过程，我们从共享研究人员Kashiyama计算出的灾难模拟中可视化时间序列数据（四面体），并验证了扩展功能对非结构化晶格的操作。结果是在计算流体力学研讨会上口服的。此外，使用此系统，在财政年度结束时为Point Cloud Isovalue进行了简单的基准测试。结果，由于设计的小规模数据比现有的等音表面慢，但显示该系统的性能优于超过1亿点的程度。在添加符合现有方法和条件的基准测试的结果后，本文将发表。此外，为了传播免费的可视化框架：粘膜，在核融合科学研究所的可视化研究小组和科学系统研究小组的可视化技术研究WG中报告了开发进度。日本模拟学会年度会议举行了一个教程。随着Ritsumeikan大学的合作，我们已经开始可视化和显示来自Osaka Bay的海洋电流数据（点云数据），该数据由实验室在VR中处理。