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Seminar "GPU-Methoden für die Visualisierung und Computergraphik"
Semester: SS 2016
Umfang: 2S
Dozent: Dr. rer. nat. Michael Krone
Prof. Dr. Thomas Ertl
Dipl.-Inf. Markus Huber
Grzegorz K. Karch M.Sc.
Dipl.-Inf. Rudolf Netzel
Beschreibung:

Technische Fortschritte führen in den letzten Jahren in Naturwissenschaften und Medizin zu einer regelrechten Explosion der Datensatzgrößen. Dies gilt sowohl für die Sensortechnik als auch für die Simulationstechnik, wodurch Datensätze hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung entstehen, die schon für einen einzelnen Zeitschritt etliche Gigabytes groß sein können.

Diese Entwicklung hat dazu geführt, dass die interaktive Exploration und Analyse faktisch eine Graphikhardware-basierte Methodik bedingt, da viele bildgebende Verfahren die inhärente hohe Parallelität und hohe Speicherbandbreite einer GPU ausnutzen können.

Die Erzeugung realistischer Bilder aus immer komplexer werdenden Szenen sowie verfeinerte Verfahren physikalisch basierter Beleuchtung erfordern ebenso eine Rechenkapazität, die vor wenigen Jahren selbst von Supercomputern nicht zur Verfügung gestellt werden konnte. Daher wird auch auf diesem Gebiet stark auf GPU-Beschleunigung gesetzt und die Kosteneffektivität und Kompaktheit hochparalleler Graphikprozessoren genutzt.

Dieses Seminar wird anhand einiger ausgesuchter Beispiele aus den Gebieten der wissenschaftlichen Visualisierung und des photorealistischen Renderings die Eigenschaften moderner GPUs und deren optimale Ausnutzung diskutieren. Die Teilnehmer werden einen tieferen Einblick in die GPU-Architektur und die parallele Programmierung auch speziell im Kontext einer Graphikpipeline erhalten.

Themen: Die Themen für dieses Seminar stehen noch nicht fest.
Termine: Freitag, 11:30 - 13:00 Uhr in 00.012 (VISUS)
Organisatorische Hinweise:
Datum Thema Betreuer
15.04 Graphik-Pipeline Michael Krone
Deferred Shading: SSAO und mehr Grzegorz Karch
22.04 Direct Volume Rendering Rudolf Netzel
   
29.04 Schattenberechnung für Echtzeit-Graphik Michael Krone
Raytracing auf GPU Markus Huber
13.05 Fluidsimulation mit SPH Markus Huber
Partikelrendering Michael Krone
3.06 Datenstrukturen auf der GPU Markus Huber
   
10.06 Level of Detail Rudolf Netzel
Terrain-Visualisierung Markus Huber
17.06 Prozedurale Modellierung Michael Krone
Graph-Rendering/-Layouting auf GPU Grzegorz Karch
24.06 Kollisionsdetektion Markus Huber
Berechnung von Optischem Fluss auf GPU Rudolf Netzel
1.07 Volumenrendering für unstrukturierte Gitter Grzegorz Karch
   
8.07 Texturbasierte Strömungsvisualisierung Rudolf Netzel
GPU-Cluster für Visualisierung Rudolf Netzel

Vorbesprechung:

Die Vorbesprechung und Themenvergabe findet am Mittwoch, den 3.2.2016 um 13:00 Uhr in Raum 00.012 (VISUS-Gebäude) statt. Folien der Vorbesprechung

Allgemeines

Es besteht Anwesenheitspflicht bei allen Terminen.

Eine aktive Teilnahme im Rahmen der Fragerunde bzw. Diskussion der Seminarthemen wird erwartet.

Fristen

  • 3 Wochen vor dem Vortrag: Treffen mit Betreuer, Diskussion der Literatur und Technologien
  • 2 Wochen vor dem Vortrag: Rohversion der Folien dem Betreuer zeigen/schicken
  • Unmittelbar vor dem Vortrag: Endgültige Version der Folien an Betreuer schicken
  • 4 Wochen nach dem Vortrag: Abgabe der schriftlichen Ausarbeitung
    (verspätete Abgabe = nicht bestanden!)

Ausarbeitung und Vortrag

Der Vortrag sollte vom Umfang 30 Minuten lang sein und einen detaillierten Einblick in das jeweilige Thema geben. Nicht im Schwerpunkt des Vortrags liegende Teilaspekte können sehr knapp behandelt oder nur am Rande erwähnt werden.

Dasselbe gilt natürlich für die schriftliche Ausarbeitung, wobei hier mehr ins Detail gegangen werden sollte. Die Ausarbeitung muss insgesamt zwischen 6-8 Seiten umfassen. Die bereitgestellte LaTeX-Vorlage muss verwendet und darf nicht abgeändert werden. Diese Vorlage ist bindend! (Abgaben in MS Word werden nicht akzeptiert!)

Für die Erstellung der Vortragsfolien steht eine Vorlage für PowerPoint zur Verfügung. Es können jedoch auch eigene Folien verwendet werden. Auf Wunsch können Vortrag und Ausarbeitung auch in Englisch gehalten werden.

Abgabefrist für Folien: 1 Tag(e) nach dem Vortrag
Abgabefrist für Ausarbeitung: 28 Tag(e) nach dem Vortrag

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