computer grafica al servizio della ricerca

C
OMPUTER GRAFICA
AL SERVIZIO DELLA RICERCA
Durante il 2011 si è conclusa, con successo, una fase importante della collaborazione tra il CASPUR e il gruppo
ENEA-Fusione di Frascati. Il tema della collaborazione è l’utilizzo di risorse di visualizzazione 3D al servizio della
ricerca di energie alternative su grande scala, settore oggi cruciale e nel quale l’ENEA svolge un ruolo internazionale di primaria importanza. Il CASPUR, attraverso l’ENEA-Fusione, partecipa da diversi anni al progetto ITER, dedicato alla realizzazione del primo reattore a fusione nucleare per la produzione di energia elettrica. Lo scanner
3D realizzato a Frascati, che ha lo scopo di monitorare lo stato del reattore a fusione nucleare di ITER, ha come
interfaccia per la ricostruzione e visualizzazione dei dati il software denominato “ivvs” (in vessel viewing system),
sviluppato negli ultimi anni al CASPUR. Per questo progetto sono coinvolte competenze in diversi settori, dalla
computer grafica agli aspetti di progettazione software, che nel tempo ha raggiunto livelli tecnologicamente
CASPUR 2012
avanzati consentendo, la visualizzazione di grandi quantità di dati anche durante la scansione.
Offerta
Il progetto ivvs ha coinvolto diverse tecnologie software e sono state messe in gioco, da parte del CASPUR,
competenze nel campo dello sviluppo di sistemi sia di visualizzazione, che di gestione dei dati. Si è operato
nell’ambito delle problematiche della visualizzazione 3D e, più in generale, della computer grafica, con riferimenti alle ultime tecnologie attualmente in uso (come ad esempio le schede grafiche di ultima generazione).
Per la gestione dell’elevato flusso di dati da visualizzare prodotti dallo scanner c’è stata una integrazione tra
competenze in campo sistemistico e di realizzazione di soluzioni software per la realizzazione di nuovi sistemi
di acquisizione. È stata, inoltre, messa a disposizione la struttura di gestione del ciclo di vita dei software che
ha permesso una collaborazione più efficiente delle diverse parti.
Collaborazioni
In quest’ultimo anno, la collaborazione tra l’ENEA-Fusione e il CASPUR si è intensificata e molta parte del
codice è stato sviluppato direttamente presso la sede di Frascati dell’ENEA, permettendo un dialogo più stretto
tra la parte scientifica e quella riguardante l’effettiva implementazione delle soluzioni da adottare. Come descritto nella prima parte della scheda, questa collaborazione fa parte di un progetto internazionale più ampio,
di durata pluridecennale, per la realizzazione del reattore a fusione ITER, attualmente in costruzione in Francia.
A tale progetto l’ENEA partecipa con un ruolo da protagonista soprattutto relativamente al sistema di diagnostica
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Fig. 1 Ricostruzione della camera al plasma del reattore
ITER. Per gentile concessione
di www.efda.org.
Risultati
Quest’ultimo anno è stato molto proficuo dal punto di vista dell’implementazione di
nuove funzionalità del software di ivvs. La parte di visualizzazione 3D è stata ulteriormente
perfezionata, soprattutto introducendo nuove tecniche di trattamento dei segnali che hanno
migliorato la qualità delle immagini prodotte. Sono state introdotte, inoltre, le correzioni
delle immagini, acquisite in condizioni nelle quali lo scanner è sottoposto a vibrazioni, e
parallelamente si è lavorato sulla gestione delle interfacce utente e sull’implementazione
di tecniche ad hoc per l’acquisizione e la decodifica, in tempo reale, degli elevati flussi di
dati prodotti dall’elettronica di front-end.
Fig. 2 Il software di ivvs in uso su una scansione effettuata nel sito di test dell’ENEA.
Bibliografia essenziale
http://www.fusione.enea.it.
http://www.efda.org/fusion.
Coletti, A., Bartolini, L., Ferri de Collibus, M., Fornetti, G., Lo Bue, A., Lupini, S., Neri, C., Pollastrone, F.,
Semeraro, L., Talarico, C. (2003). AM laser system (IVVS) for the Iter in-vessel viewing and ranging.
Fusion Engineering and Design 69(1), 169-175.
Riva, M., Neri, C., Bonaccorso, F., Massaioli, F. (2005).The integrated visualisation software for the ITER
in vessel viewing system (ivvs). Fusion Engineering and Design 74(1-4), 909-915.
Neri, C., Bartolini, L., Brichard, B., Coletti, A., Ferri de Collibus, M., Fornetti, G., Pollastrone, F., Riva, M.,
Semeraro, L. (2005). Experimental result of the laser in vessel viewing and ranging system (IVVS)
for ITER. Fusion Engineering and Design 75-79, 613-618.
Gruppo HPC
Matematica Computazionale
e Applicazioni
ANNUAL REPORT
a laser, interamente progettato a Frascati, che opera in ambienti con notevoli dosi di radiazioni e temperature molto elevate, per il quale l’ENEA è divenuto l’unico referente mondiale.
Associato a tale sistema c’è il software di visualizzazione ivvs che svolge quindi un ruolo
importante nello sviluppo dell’intero progetto ITER. Una nuova linea di sviluppo per il CASPUR
sarà la possibilità di integrare le nuove tecnologie di elaborazione tramite GPU con la visualizzazione dei dati in un unico processo parallelo per spostare molta parte del carico di
lavoro sulle più performanti schede grafiche.
Stefano Tagliaventi
[email protected]
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