Interaktive Partikelsimulationen unter Echtzeitbedingungen parallel verteilt auf einen Verbund von Arbeitsplatzrechnern:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
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1994
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INHALTSVERZEICHNIS
1.
EINFUEHRUNG
1
1.1
COMPUTERGRAPHIK,
SIMULATION
UND
INTERAKTIVITAET
1
1.2
TECHNOLOGISCHE
ENTWICKLUNG
DER
COMPUTERHARDWARE
3
1.2.1
ENTWICKLUNG
DER
HOCHLEISTUNGSRECHNER
4
1.2.2
ENTWICKLUNG
DER
COMPUTERGRAPHIK
HARDWARE
6
1.3
PHOTOREALISTISCHE
BILDER
UND
KUENSTLICHE
WELTEN
10
1.4
GLIEDERUNG
DER
ARBEIT
12
2.
GRUNDLAGEN
FUER
DIE
INTERAKTIVE
PARTIKELSIMULATION
15
2.1
MODELLIERUNG
15
2.1.1
KLASSIFIKATION
VON
MODELLEN
15
2.1.2
MODELLIERUNG
IN
DER
COMPUTERGRAPHIK
18
2.2
SIMULATION
20
2.2.1
SIMULATIONSPARADIGMEN
21
2.2.2
SIMULATIONSSPRACHEN
UND
OBJEKTORIENTIERUNG
22
2.3
ANIMATION
24
2.4
PARALLELVERARBEITUNG
25
2.4.1
PARALLELE
RECHNERARCHITEKTUREN
25
2.4.2
MASSIV
PARALLELE
COMPUTER
28
2.4.3
VERNETZTE
ARBEITSPLATZRECHNER
ALS
PARALLELRECHNER
29
2.5
GRAPHISCHE
BENUTZEROBERFLAECHEN
31
2.5.1
KONZEPTE
31
2.5.2
SOFTWAREKOMPONENTEN
33
2.5.3
ARBEITSPLATZRECHNER
UND
FENSTERSYSTEME
35
3.
PARTIKELSIMULATION
39
3.1
N-KOERPER-PROBLEME
UND
ALGORITHMEN
40
3.1.1
TYPISCHE
N-KOERPER-PROBLEME
40
3.1.2
DIREKTE
BERECHNUNG
47
3.1.3
ALGORITHMEN
FUER
BEGRENZT
WIRKENDE
EINFLUESSE
47
3.1.4
ALGORITHMEN
FUER
UNBEGRENZT
WIRKENDE
EINFLUESSE
49
3.2
PARTIKELSIMULATION
IN
DER
COMPUTERGRAPHIK
52
3.2.1
REGELN
UND
ANWENDUNGEN
52
3.2.2
GRAPHISCHE
DARSTELLUNGEN
53
3.3
INTERAKTIVE
PARTIKELSIMULATION
IN
ECHTZEIT
55
4.
EINE
PARTIKELSIMULATIONSUMGEBUNG
AUF
ARBEITS
PLATZRECHNERN
57
4.1
ECHTZEITBEDINGUNGEN
57
4.1.1
BILDWECHSELZEITEN
58
4.1.2
KONSTANTER
TAKT
58
4.1.3
DARSTELLUNGSTAKT
UND
BERECHNUNGSTAKT
59
4.2
INTERAKTIVITAET
60
4.3
DIE
PARTIKELSIMULATIONSARCHITEKTUR
"IPS"
60
4.3.1
MODELLE
61
4.3.2
GRAPHISCHE
DARSTELLUNGEN
62
4.3.3
NUMERISCHE
BERECHNUNG
63
4.3.4
SOFTWARE-ARCHITEKTUR
64
4.3.5
BENUTZEROBERFLAECHE
65
4.3.6
ERGEBNISSE
66
5.
MOEGLICHKEITEN
DER
LEISTUNGSSTEIGERUNG
69
5.1
STEIGERUNG
DURCH
QUALITAETSVERINGERUNG
69
5.2
STEIGERUNG
DURCH
PARALLELISIERUNG
71
5.2.1
FUNKTIONALE
ENTKOPPLUNG
71
5.2.2
PARALLELISIERUNG
DER
GRAPHIK
73
5.2.3
PARALLELISIERUNG
DER
SIMULATION
74
5.2.3.1
GROB
UND
FEINGRANULARE
PARALLELITAET
75
5.2.3.2
DATENLOKALITAET
UND
DATENFLUESSE
75
5.2.3.3
DAS
FARMER-WORKER-MODELL
76
5.2.3.4
PARTITIONIERUNGSSCHEMATA
78
5.2.3.5
PARTITIONIERUNGS
UND
KOMMUNIKATIONSMODELLE
80
V
5.3
LEISTUNGS
UND
QUALITAETSSTEIGERUNG
DURCH
EFFIZIENTE
ALGORITHMEN
84
5.3.1
ENTWURF
EINES
ALGORITHMUS'
85
5.3.2
EIN
INKREMENTELLER
EREIGNISGESTEUERTER
GITTERALGORITHMUS
88
5.4
DIE
PARTIKELSIMULATIONSARCHITEKTUR
"PADIPS"
93
5.4.1
GRAPHISCHE
DARSTELLUNGEN
93
5.4.2
OPERATIONELLE
MODI
DER
PADIPS
SIMULATIONSRECHNUNG
96
5.4.3
LEISTUNGSWERTE
DER
PARALLEL
VERTEILTEN
BERECHNUNG
97
5.4.4
LEISTUNGSWERTE
DES
GITTERALGORITHMUS'
99
6.
IMPLEMENTIERUNGSASPEKTE
101
6.1
RECHNERUMGEBUNG
UND
GRAPHIKHARDWARE
101
6.2
ANWENDUNG
EINER
HYBRIDEN
OBJEKTORIENTIERTEN
PROGRAMMIERSPRACHE
102
6.3
PROZESSKONTROLLE
UND
NACHRICHTENUEBERTRAGUNG
MIT
EINER
PLATTFORM
FUER
PARALLEL
VERTEILTE
BERECHNUNG
103
6.4
FENSTERSYSTEM,
TOOLKIT
UND
BENUTZEROBERFLAECHEN
GENERATOR
104
7.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
DISKUSSION
105
LITERATURVERZEICHNIS
107
VI |
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