大规模天文时空数据可视化分析-2014科学数据大会.PDF

Title 大规模天文时空数据可视化分析 单桂华 中科院计算机网络信息中心 Unit Name 中科院超级计算中心 Date 2014-2-25 Supercomputing Center of Chinese Academy of Sciences 大 纲  大规模天文模拟数据的可视化分析 – 超大规模Nbody模拟粒子数据 – Nbody和气体混合湍流模拟数据 Supercomputing Center of Chinese Academy of Sciences 大 纲  大规模天文模拟数据的可视化分析 – 超大规模Nbody模拟的粒子数据可视化 – Nbody和气体混合湍流模拟数据可视化 • 数值模拟： Supercomputing Center of Chinese Academy of Sciences • 难点与挑战 – 300亿粒子(3072^3 ) – 好看 – 边长45亿光年  高动态范围、时序数据的连贯可 – 再现宇宙140亿年的演化 视化、多变量（位置、粒子半径 – 2048核×13天 、密度、弥散） • 输出数据 – 快速  超大规模数据的组织与压缩 – 300亿粒子-每时刻1.4TB  加速算法 – 64个时刻，共90TB – 好用 – 高动态范围：1~10^9  如何辅助科学分析？即帮助科学 – 7个变量 家提取隐藏在数据中的特征信息 ，探究宇宙重要结构（如星系、 – 文件数2048*64=131072 暗物质晕等）的形成与演化 Supercomputing Center of Chinese Academy of Sciences 大数据绘制与加速算法  时序高动态范围的色调映射算法 – 前提：由于显示设备限制，需要将10亿跨度的数值映射到0-255的 整数区间。 – 困难：天文数据存在值域跨度大（相差10^9）、分布极不均匀、多 时刻的特点 – 解决：基于统计直方图的时序色调映射 传统方法 新方法 Supercomputing Center of Chinese Academy of Sciences 时序数据可视化-改进的tonemapping方法  统计直方图法： – 指定累积直方图分布曲线 – 排序 – 根据前两个步骤的结果及 密 量化精度制定量化表 100% 度 累 % 积 1.50 密