Parallele Bildberechnung in einem Netzwerk von Workstations

Die vorliegende Arbeit beschreibt den Einsatz von PC Clustern für die interaktive Visualisierung dreidimensionaler polygonaler Modelle. Ziel der Arbeit war es, durch Bündelung der Leistung vieler Rechner die Qualität der Darstellung zu verbessern. Darüber hinaus sollte die Entwicklung neuer Cluster basierter graphischer Anwendungen vereinfacht werden. Es wird gezeigt, wie ein Szenengraphsystem erweitert werden muss, um eine verteilte Bildberechnung in einem Cluster zu ermöglichen. Hierfür wurden verschiedene Synchronisationsmechanismen untersucht und neue Netzwerkprotokolle entwickelt. Auf der Basis des verteilten Szenengraphen wurden verschiedene Parallelisierungsstrategien erforscht und optimierte Verfahren für die parallele Berechnung des Bildraums und die parallele Berechnung der Szene vorgestellt. Mit Hilfe der entwickelten Verfahren lassen sich beliebige zusammengesetzte Projektionssysteme wie z.B Tiled Display, Workbench oder Cave sehr effizient mit Hilfe eines PC-Clusters betreiben. Weiterhin ist es möglich

This PhD thesis describes the employment of PC clusters for the interactive visualization of three-dimensional polygonal models. The main objective of this work was to improve the visual quality by utilizing the combined processing power of such a cluster system. Additionally the development of new cluster based graphic applications should be simplified. It is shown, how a scene graph system must be extended, to enable efficient distributed cluster rendering. Furthermore the work describes new network protocols for an efficient data distribution in large cluster systems. On the basis of a distributed scene graph different strategies for parallel rendering are discussed. New algorithms for the parallelization were developed that are optimized for the use in a cluster environment. The work describes the parallel rendering of parts of an image and parallel rendering of parts of the scenegraph. With the new algorithms it is possible to drive arbitrary multi-projector display systems like tiled display, workbench or cave with a PC cluster very efficiently. Furthermore it is possible to visualize very large models with high frame rates.