OSPRayで可視化してみた

OSPRayで可視化してみた yotakagi77 オープンCAE勉強会@関西 2021.8.29

Intel OSPRay https://www.ospray.org

Intel OSPRay • Intel OSPRay is an open source, scalable, and portable ray tracing engine for highperformance. • CPU rendering • Path tracing ( > Ray tracing) • Volume rendering • MPI backends • Intel oneAPI Rendering Toolkit • ParaView 5.x

最近のParaView • Mesa • GPUがなくてもCPUでOpenGLが使える • Catalysit • 計算しながら可視化結果を出⼒する • OSPray

レンダリングのアーキテクチャ1) Scientific Visualization Application (ParaView, VisIt, VMD)+VTK OSPRay API OpenGL API Local device Vender driver GPU Etc. OSPRay core Mesa C++ CPU MPI device Intel TBBs Embree CPU 1) https://www.youtube.com/watch?v=oK35O03RSTwのスライドより

ParaView+OSPRayで可視化 • 必要なもの • ParaView 5.1以降，ダウンロード版 • 解析結果 or VTKデータ • 事前準備 • 通常のParaView操作で可視化できるぐらいに， ParaViewに慣れておく．

参考になるサイト・情報源 • Intel OSPRayのdocumentation • RCCM(計算⼒学研究センター)のMesh Wiki • https://www.rccm.co.jp/icem/pukiwiki/index.php?OSPR ay%20Material • ただし解説はParaView 5.5での操作 • WestGridのYouTube動画 • https://www.youtube.com/watch?v=oK35O03RSTw • デモはParaView 5.7での操作

OSPRay可視化トレーニング • 題材 • WestGridのYouTube動画 • テクスチャ付き平面、ガラス球、teapot.vtk

Step 0: インストール • ParaView最新版ver.5.9.1をダウンロードして インストールする．

Step 1: 有効化 “Enable Ray Tracing”をチェック →”Back End”で”OSPRay pathtracer”を 選択する ※ 最初からRay Tracingしなくてもよい．

Step 2: Planeの追加 メニューから”Sources”→”Geometric Shapes” →”Plane”を選択． Planeの座標値を確認する(変更してもOK).

Step 3: Textureの追加 “Texture”を”None”から”Load ...”に変更し， ”checker.png”を選択して割り当てる．

Step 3: テクスチャの確認 checkerboardのテクスチャになる．

Step 4: Sphereの追加 メニューから“Sources”→”Geometric Shapes” →”Sphere”を選択する． ”Center”を(0 0 0.12)，”Radius”を0.12， ”Theta Resolution”を100，”Phi Resolution”を 100に変更する．

Step 5: Materialの追加 メニューから”File”→”Load Path Tracer Materials …” を選択し，ParaViewのインストールディレクトリから “ospray̲mats.json”を開く．

Step 5: Material(ガラス)の割当て ”Ray Tracing”→”Material”に“Glass̲Thick”を 選択して割り当てる．

Step 6: サンプル数の増加 “Samples Per Pixel”を1から10に変更する． ※グリグリ動かす場合は1のままにしておいて， 最終段階で変更する．

Step 7: teapotの追加 “teapot.vtk”2)をダウンロードしてきて， openする． “Transforming”で，”Scale”を全て0.04， “Orientation”を(0 0 90)，”Origin”を (0 -0.28 0.05)に変更する． 2) https://github.com/germannp/yalla

Step 8: Materialの変更(銅) “Ray Tracing”の”Material”を，一覧から “Material̲Copper̲brushed”を選択する．

Step 9: 状態の保存 メニューの“File”→”Save State...”を選択し， 状態を保存しておく．

Step 10: Streaming rendering メニュー “ParaView”→”Preferences...”を 選択し， “Settings”パネルを出す． “Enable Streaming”をチェックし， ParaViewを再起動して メニューの”File”→”Load States...” で先程の状態を読み込む． “Progressive Passes”を1から 30に変更する

Step 11: 確認 グリグリ動かしてstreaming renderingの 効果を確かめる

OpenFOAM解析結果の可視化 damBreakWithObstacle (t = 0 s) w/o rendering w/ rendering Material: Metal̲Stainless̲Steel̲brushed, Glass̲water

OpenFOAM解析結果の可視化 damBreakWithObstacle (t = 0.6 s) w/o rendering w/ rendering Material: Metal̲Stainless̲Steel̲brushed, Glass̲water

やりこみ要素 • 標準で用意されているmaterialは金属・固体が 多く，液体は少ない→ ospray̲mats.jsonの中 身を参考にしてオリジナルのmaterialを作る． • Samples Per Pixelの設定値は表面の複雑さに 依存するらしい．砕波だと200にした事例あり． • 大規模可視化?