解開龍捲風的奧秘:研究人員如何在 ParaView 上使用 NVIDIA IndeX 以視覺化圖形來呈現大型資料組

作者 Peter Messmer

企圖解開在模擬龍捲風時運算方面的難題,大概就像站在真正龍捲風的襲擊路線上一樣讓人提心吊膽。

來自威斯康辛大學麥迪遜分校氣象衛星系統研究合作機構的 Leigh Orf,是研究龍捲風的頂尖運算科學家之一,研究引發最高類別龍捲風的條件,而他的模擬研究內容產生出海量資料。

想要瞭解大氣層內產生龍捲風之各個因素,需要運用到立體可視化技術。Orf 由於擁有大量模擬數據,需要使用包括多層等值面的迭代過程,以分析壓力、風速和溫度等多種屬性。

瞭解成因詭譎多變的龍捲風,挑選正確的等值面數值,不斷進行試錯的過程是一件極為耗時的工作。得從不同角度或修改不透明度等視覺化參數去取得數據,要是修改參數又得耗費時間重新計算,便會打斷流失這個發現的過程。

擁有1 Terabyte 資料量的影像

有了在單一晶片上提供超級電腦等級運算效能的高階 GPU,原始處理能力便不再是高性能運算裡最珍貴的資源。主要的難處在於將 Orf 這類的模擬內容所產生出的數字,轉換成為科學方面的見解。

原為解決石油天然氣產業在資料視覺化方面的難題而設計出的 NVIDIA IndeX,是一項立體視覺化工具,可將工作負荷量分配到多個 GPU 加速叢集,在大量資料組上提供最佳的互動操作性能。

我們近期與 Kitware 合作,將 IndeX 的功能擴展到科學運算圈,讓它成為廣泛使用之開放源碼資料分析和視覺化應用程式 ParaView版的外掛程式。

IndeX on ParaView workflow

用於大數據問題的 X 光透視畫面

ParaView版的IndeX 外掛程式讓研究人員能快速以圖面呈現數據,並且與數據進行互動(針對 terabyte 級以上的資料組以超過每秒10幀的速度),直接了當就能理解讓人看了頭昏眼花的龐大資料。

而且無需將龐大的資料組複製到本地端的檔案系統內,而是採用折衷的替代方案,科學家們可以使用 IndeX 將資料分散到 GPU 加速叢集內的多個節點上,以獲得最高的視覺化效能。

IndeX 也讓使用者能利用 ParaView 的介面,簡化了工作流程,科學家們便能專注在研究上跟加快發現嶄新事物的腳步,而非浪費時間在學習新工具上。

ParaView版的IndeX 外掛程式可在工作站或 GPU 加速叢集上執行。NVIDIA 為 Windows 與 Linux OS 作業系統開發出工作站外掛程式,可免費取得;叢集版本則可搭配商業授權購買。

在 www.nvidia.com/index 提供了更多關於 NVIDIA IndeX for ParaView 擴充項目的資訊。