| Název: | Computing the solvent excluded volume by GPU-based ray casting |
| Další názvy: | Výpočet solvent-excluded objemu na GPU pomocí metody vrhání paprsku |
| Autoři: | Maňák, Martin |
| Citace zdrojového dokumentu: | MAŇÁK, M. Computing the solvent excluded volume by GPU-based ray casting. In IADIS International Conference on Computer Graphics, Visualization, Computer Vision and Image Processing 2018 (part of MCCSIS 2018). Madrid: IADIS Press, 2019. s. 299-306. ISBN 978-989-8533-79-1. |
| Datum vydání: | 2019 |
| Nakladatel: | IADIS Press |
| Typ dokumentu: | konferenční příspěvek conferenceObject |
| URI: | 2-s2.0-85063151234 http://hdl.handle.net/11025/34728 |
| ISBN: | 978-989-8533-79-1 |
| Klíčová slova: | Objem;vrhání paprsku;GPU;solvent-excluded surface |
| Klíčová slova v dalším jazyce: | Volume;Ray Casting;GPU;Solvent Excluded Surface |
| Abstrakt: | Solvent-excluded surface (SES) tvoří hypotetickou hranici oddělující atomy molekuly od okolního prostředí. Objem prostoru za touto nelineární hranicí je důležitá veličina ve výpočetní biochemii. Mezi různými přístupy pro výpočet tohoto objemu je jeden, který počítá odhad objemu pomocí numerické integrace a to tak, že vygeneruje několik rovnoběžných paprsků protínajících SES a sečte délky těch částí paprsků, které procházejí prostorem ohraničeným SES. Tento předchozí přístup byl navržen především pro CPU a otestován na trojúhelníkových sítích. V tomto článku je tato metoda adaptována pro GPU. Toto výpočetní prostředí nabízí vysokou úroveň paralelismu. Předchozí shadery (programy pro GPU), které byly navrženy především pro vizualizaci SES na GPU pomocí metody vrhání paprsku, byly upraveny tak, aby místo vizualizace prováděly sčítání příspěvků objemu podél každého paprsku. Problém ztráty přesnosti při výpočtu mezivýsledků je vyřešen převodem čísel z reprezentace v pohyblivé řádové čárce na velká celá čísla. Bezpečný přístup výpočetních vláken ke sdíleným proměnným je zajištěn atomickými operacemi. Na některých systémech nastával problém, pokud výpočet na GPU běžel příliš dlouho. Tento problém byl vyřešen použitím několika synchronizačních objektů (fence-sync). Díky všem těmto vylepšením bylo možné významně zvýšit rozlišení a rychlost původního řešení. |
| Abstrakt v dalším jazyce: | The solvent excluded surface (SES) is a hypothetical boundary between atoms of a molecule and a solvent. The volume of space bounded by this non-linear surface is a useful quantity in computational biochemistry. Among the approaches for the computation of the volume, there is one which estimates the volume by a numerical integration. Several rays passing through the surface are generated and the parts inside the surface are summed up. The previous approach was designed primarily for CPU and tested on triangular surfaces. In this paper, the previous approach is adapted to GPU. This computational environment offers a high level of parallelism. Previous shaders, designed primarily for rendering SES by ray casting on GPU, were modified to compute volume contributions along a ray. The problem with losing precision in the computation of intermediate results is solved by transforming floating-point numbers to big integers. Thread-safety is ensured by using atomic operations. There were also problems with long computations on some systems. They are solved by using several synchronization objects (fence-sync). Thanks to these improvements it was possible to greatly increase the resolution and speed of the original solution. |
| Práva: | Plný text je přístupný v rámci univerzity přihlášeným uživatelům. © IADIS Press |
| Vyskytuje se v kolekcích: | Konferenční příspěvky / Conference Papers (KIV) OBD |
Soubory připojené k záznamu:
| Soubor | Velikost | Formát | |
|---|---|---|---|
| Maňák 2018-CGV-MCCSIS.pdf | 1,04 MB | Adobe PDF | Zobrazit/otevřít Vyžádat kopii |
Použijte tento identifikátor k citaci nebo jako odkaz na tento záznam:
http://hdl.handle.net/11025/34728Všechny záznamy v DSpace jsou chráněny autorskými právy, všechna práva vyhrazena.