高解析度投射技術(shù)在多視景空間資訊視覺展現(xiàn)之應(yīng)用

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1、高解析度投射技術(shù)在多視景空間資訊視覺展現(xiàn)之應(yīng)用TheApplicationofTiledDisplayWallTechniquesUsesinMulti-ViewSpatialVisualization陳泰弘羅世瑋林昀德陳郁中麥永慶林芳邦蔡惠峰Tai-HungChenShi-WeiLoSun-InLinYu-ChungChenYuan-ChinMayFang-PamgLinWhey-FoneTsai財(cái)團(tuán)法人國家實(shí)驗(yàn)研究院國家高速網(wǎng)路與計(jì)算中心NationalCenterForHigh-performanceComputing摘要高解析度投射技術(shù)（Til

2、edDisplayWall，簡稱TDW）係利用矩陣式投影技術(shù)，以叢集式電腦（ClusterPC）做為影像處理運(yùn)算工作平臺，進(jìn)行超高解析度（highresolution）影像視效之處理，呈現(xiàn)於單一共同投射區(qū)域上，可突破傳統(tǒng)影像之顯像受限於有限之單機(jī)解析度。同時(shí)藉由使用對稱之偏光片，進(jìn)行水平頻率及垂直頻率之重覆交叉投影，並可進(jìn)行三度虛擬實(shí)境空間之高解析度立體視效呈現(xiàn)。在多視景空間資訊處理中，影像呈現(xiàn)是最主要之應(yīng)用之一，不管是基於平面地圖之二維空間資訊處理，搭配高解析度航空照片或是衛(wèi)星照片之更貼近真實(shí)應(yīng)用之二度空間視效呈現(xiàn)（planview），或是結(jié)合高層數(shù)

3、值資料（ex:dtmordem）進(jìn)行三度空間之視效呈現(xiàn)（modelview），甚至展示貼近真實(shí)世界影像之視覺場景（realview）皆往往受限於現(xiàn)實(shí)有限之解析度大小，只能進(jìn)行有限區(qū)域視覺成像。雖然在傳統(tǒng)空間資訊處理工具上可透過局部區(qū)域放大縮?。▃oomin/out）之功能以求得更細(xì)緻之區(qū)域解析度，但只能是局部性而非全面性?？臻g資訊之處理結(jié)果常用來做為整體決策思考輔助之工具，由所發(fā)展之兼具大範(fàn)圍及高解析度之影像區(qū)域投射技術(shù)（TDW），將可弭補(bǔ)並用以解決傳統(tǒng)空間資訊於此不足之缺憾。關(guān)鍵字：高解析度投射技術(shù)、叢集電腦、多視景、空間資訊Keywords：til

4、eddisplaywall、clusterPC、multi-view、spatialinformation一、高解析度投射技術(shù)（TiledDisplayWall，簡稱TDW）TDW（tileddisplaywall）係利用一般市面常見電腦硬體裝置（affordablecommodityhardware）所建置之多處理器叢集運(yùn)算電腦，搭配投影機(jī)矩陣陣列及自行所撰寫之程式控制碼整體所建構(gòu)而成。其目的與功能可用以做為大尺度（largescale）、高解析度（high-resolution）之視覺展示及應(yīng)用（graphicsand1visualizationa

5、pplication）。本文所應(yīng)用之TDW高解析度投影牆，採用的是背投影式投影，其本身具有12個(gè)Tile之4*3投影矩陣，如圖1-1，分別由24具投影機(jī)投射成像，每個(gè)Tile解析度為1024x768，亦即總解析度為：（4x3）x（1024x768）=4096x2304=9,437,184pixels達(dá)到接近一千萬像素的解析度，可展示超高解析度之影像如航照圖、衛(wèi)星照片、數(shù)值計(jì)算、生物結(jié)構(gòu)學(xué)、分子結(jié)構(gòu)、藥物與基因結(jié)構(gòu)應(yīng)用、氣候分析、地理資訊展示與分析等等，舉凡需要高解析度者特別適合在Tiledisplaywall的視覺環(huán)境下展示。高解析度與大尺度顯示的特性

6、為，可讓研究人員觀察整個(gè)影像之範(fàn)圍與背景（entirescopeandcontext）且依然可見最細(xì)微的細(xì)節(jié)（finedetail）。大尺度（Scaling）可以使研究人員輕易地了解資料的特性（patterns）。TDW取代藉由一般桌上型螢?zāi)坏男∫暣叭タ匆粋€(gè)龐大的視覺資料，TDW可提供全部的視覺資料視界，除了直接可觀察到最細(xì)的細(xì)節(jié)，也可同時(shí)看到整體資料的資訊，幫助研究人員容易掌握整體的訊息。圖1-1投影機(jī)與tile位置。圖1-2投影機(jī)實(shí)際位置。二、TDW架構(gòu)及特性概述（以本文應(yīng)用發(fā)展做為說明）1.電腦叢集運(yùn)算（graphicscluster）TDW利用

7、12個(gè)rendernode與一個(gè)applicationnode，總共13個(gè)node組成運(yùn)算電腦叢集，每個(gè)node各自擁有雙CPU與記憶體，電腦叢集間之傳輸藉由乙太網(wǎng)路所連結(jié)。本投影牆總共有12個(gè)tile，每一個(gè)tile由一個(gè)rendernode來支配，而這12個(gè)rendernode則由一個(gè)前端的applicationnode所控制，applicationnode可直接接受使用者的近端操作也可以藉由遠(yuǎn)端遙控控制這個(gè)applicationnode。如圖2-1及圖2-2。2圖2-1圖2-22.高效能繪圖（rendering）在空間資訊展示及volumeren

8、dering等應(yīng)用時(shí)，這兩者皆具有大資料量與需要高效能計(jì)算能力的特性，當(dāng)處理之資料量大時(shí)，往往