複雑曲面の精密かつ高速な可視化のためのモンテカルロ法に基づく並列モデルと点群生成

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本研究では,非常に複雑な陰関数モデルを精密かつ高速に可視化するために,その曲面上をサンプリングする新しい並列アルゴリズム「密度分割」を確立し,提案することを目的として研究を行った.アルゴリズム開発を行うために,本研究費で購入したPCクラスタシステム(16CPU)で実行できるソフトウェアの開発を行った.並列化ライブラリは,MPI(Message Passing Interface)を用いた.これにより,実行するCPU数のコントロールも容易に行うことができ,追加購入した20CPU分のPCを加え,36CPUでの実行も容易に行うことができた.密度分割による並列アルゴリズムの検討・評価のために,乱数生成の単純な足し合わせや種々の拡張アンサンブル法による陰関数曲面の一様なサンプリングを行った.ここで陰関数曲面には,比較的簡単なトーラスなどの幾何学的な形状から3次元形状計測装置によって取得した数十万程度の点群から生成した大規模なものを利用した.点群の一様性を見積もるために小さな領域内での生成点数(密度)を計測する方法で評価した.結果としては,後者の複雑な形状では,表面積を数%の計測精度で得ることができていないので,アルゴリズムの改良及び最適化を進める必要がある.多重解像度の点群生成に関しては,アルゴリズムの実装を行うことはでき,並列処理でのロードバランスの改善のためによりいっそうの最適化を行う必要がある.アプリケーションソフトウェアの公開については,既に本研究で開発したアルゴリズムが動作するソフトウェアは開発しているので,コードの整理やwebサイトの整備をすれば公開できる.今後より改善したアルゴリズムを実装したソフトウェアを公開する予定である.今後も本研究成果についての論文投稿,アプリケーションソフトウェアを公開するために,引き続き本研究を行う予定である.