Parallel processing for progressive refinement radiosity

Abstract

ÖZET DERECELİ GELİŞEN IŞIMA İÇİN PARALEL İŞLEME Tolga K. Çapın Bilgisayar ve Enformatik Mühendisliği, Yüksek Lisans Danışman: Yrd. Doç. Dr. Cevdet Aykanat Eylül, 1993 Dereceli gelişen ışıma gerçeğe uygun görüntü üretmek için gittikçe daha fazla kullanılmakta olan bir yöntemdir. Yöntem, ışığın sahnede dağılımını başarılı bir şekilde hesaplamakta, ancak çok fazla işlem gerektirmektedir. Bu tezde, dereceli gelişen ışıma yönteminin zincir ve hiperküp bağlantılı dağıtık hafızalı çok işlemciler üzerinde paralel hesaplanması araştırılmaktadır. Işık dağılımının sırasının sağlanması ve basit topolojilerde iyi performans sağlanabilmesi için eşzamanlı paralel işlemeye dayalı iki yaklaşım geliştirilmiştir. Toplam iletişim miktarını asimtotik olarak azaltmak için verimli dolaştırma yöntemleri önerilmiştir. Önerilen ilk paralel yaklaşım, tek» işlemcili algoritmaya değişiklik getirmiştir, çünkü bu yaklaşımda aynı anda birden fazla yüzey ışık yayar, ikinci yaklaşım aynı anda sadece bir yüzey yayıcı yöntemine göre tasarlanmıştır. Önerilen yöntemler zincir ve hiper-küp bağlantılı dağıtık hafızalı çok işlemciler için hiperküp bağlantılı Intel iPSC/2 bilgisayarında gerçekleştirilmiştir. Önerilen yöntemlerin iş dağılımı kalitesi deneysel olarak gözlenmiştir. Anahtar Sözcükler: Gerçeğe Uygun Görüntü Üretme, Paralel işleme, Dağıtık Hafızalı Çok İşlemciler, Işıma, Dereceli Gelişen Işıma, Zincir Bağlantılı Topoloji, Hiperküp Bağlantılı Topoloji. iv

ABSTRACT PARALLEL PROCESSING FOR PROGRESSIVE REFINEMENT RADIOSITY Tolga K. Çapın M.S. in Computer Engineering and Information Science Advisor: Asst. Prof. Cevdet Aykanat September, 1993 Progressive refinement radiosity is an increasingly popular method for re alistic image synthesis of non-existing environments. The method successfully approximates the light distribution in an environment, however it requires excessive amount of computation. In this thesis, the progressive refinement method is investigated for parallelization on ring and hypercube-connected multicomputers. Two different approaches for parallelization, based on syn chronous parallelism with static task assignment, are proposed, in order to achieve better coherence in parallel light distributions and obtain good perfor mance on simple topologies. Efficient global circulation schemes are proposed in order to decrease the total volume of communication by asymptotical fac tors. The first scheme for parallelization is a modification of the sequential algorithm in that several patches shoot their energy at a time, while the sec ond scheme is based on the parallelism level of one shooting patch at a time. The proposed parallel algorithms are evaluated theoretically and implemented for ring and hypercube-connected topologies on Intel's iPSC/2 multicomputer. Load balance quality of the proposed schemes are evaluated experimentally. Keywords: Realistic Image Synthesis, Parallel Computing, Multicomputers, Radiosity, Progressive Refinement Radiosity, Ring Interconnection Topology, Hypercube Interconnection Topology. m