Ohne Computersimulationen koennten heute viele Branchen nicht mehr effektiv forschen und entwickeln. Simulationen, beispielsweise mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM), ersetzen Testreihen am realen Objekt und sind dadurch wesentlich kostenguenstiger. Vor allem bei der Auswertung von Versuchsergebnissen bieten sie enorme Vorteile: Der Anwender kann Versuche detailgenau wiederholen oder auch schrittweise analysieren. Bei statischen Simulationsmodellen ist die Uebertragung der Ergebnisse laengst kein Problem mehr, fuer die schnelle Visualisierung vierdimensionaler FEM-Daten bietet der Markt derzeit jedoch noch keine ausreichende Loesung. Das Fraunhofer-Institut fuer Graphische Datenverarbeitung IGD in Darmstadt entwickelte nun eine Erweiterung, mit deren Hilfe die Ergebnisse dynamischer Simulationen einfach und schnell dargestellt werden koennen.
Die Loesung heisst 'Vierdimensionale Progressive Datenuebertragung'
Bei vierdimensionalen FEM-Daten spielt neben der dreidimensionalen Geometrie des Modells auch die Zeit als vierte Dimension eine wichtige Rolle. Erkennbar wird dies am Beispiel einer Crashtest-Simulation: Hier zeigt ein dynamisches 3-D-Modell, in welcher Weise sich das Auto bei einem Aufprall verformt. Dabei kann allein die Darstellung des Fahrzeugmodells aus mehreren Millionen Elementen bestehen. Um die vollstaendige Deformation des Autos im Verlauf der Simulation darzustellen, werden zwischen 20 und 100 unterschiedliche Zeitschritte gespeichert. So fallen fuer die komplette Simulation also Datenmengen von 20 Millionen bis hin zu mehreren hundert Millionen Elementen an. Will der Anwender die Ergebnisse graphisch betrachten und auswerten, muss der Simulationscomputer die Daten auf den lokalen Rechner uebertragen. Diese Uebertragung sowie die Archivierung der Daten bereiten in der Praxis jedoch oft Probleme, insbesondere dann, wenn ueber einen laengeren Zeitraum mehrere hundert oder tausend Simulations-varianten anfallen. Und nicht nur in der Automobilbranche, auch in anderen Bereichen wie beispielsweise CAD/CAE entstehen waehrend der Simulation geometrische Modelle, deren Datenmenge selbst die modernste Grafikhardware ueberfordert. Bei der Uebertragung ueber das Netzwerk kann es zu Engpaessen kommen, in deren Folge lange und vor allem unproduktive Wartezeiten auf das Visualisierungsergebnis entstehen.
Abhilfe fuer dieses Problem schafft die so genannte Vierdimensionale Progressive Datenuebertragung. Diese sendet zunaechst nur eine vereinfachte Darstellung des Simulationsmodells auf den lokalen Rechner. Im Falle der Crashtest-Simulation sieht der Betrachter relativ schnell eine grobe Animation des Fahrzeugs. Sobald das System weitere Datenpakete empfaengt, erhaelt der Benutzer die genaueren Details des Modells. Dieses Verfahren bringt dem Anwender gleich mehrere Vorteile. Da nicht alle Daten auf einmal gesendet werden, gibt es im Netzwerk keine Einschraenkungen bei der Uebermittlung. Auch die Belastung fuer den lokalen Rechner ist aeusserst gering, denn nur ein Bruchteil der Daten werden hier vorgehalten und angezeigt. Zudem vermeidet das System unproduktive Wartezeiten. Der Betrachter sieht das Modell schneller auf dem Monitor und kann die Simulation bereits analysieren, waehrend die restlichen Daten noch an den Computer uebermittelt werden.
Die Vierdimensionale Progressive Datenuebertragung ermoeglicht unter anderem die folgenden Anwendungen:
- 4-D-Streaming von dynamischer Geometrie fuer verteilte Applikationen
- Schneller Zugriff auf Geometriedatenbanken
- Vorschaufunktion fuer Geometriedaten
- Level-Of-Detail Methoden
- Interaktive Exploration des Designraums fuer Optimierungsaufgaben
(in Kooperation mit dem Fraunhofer SCAI)
Das Fraunhofer-Institut fuer Graphische Datenverarbeitung stellt die Software zur problemlosen Uebertragung dynamischer FEM-Simulationsdaten auf der HANNOVER MESSE 2006 vom 24.-28. April 2006 in Halle 16, Stand D16 vor.
Gerne koennen Sie einen Messetermin vereinbaren.
Die Loesung heisst 'Vierdimensionale Progressive Datenuebertragung'
Bei vierdimensionalen FEM-Daten spielt neben der dreidimensionalen Geometrie des Modells auch die Zeit als vierte Dimension eine wichtige Rolle. Erkennbar wird dies am Beispiel einer Crashtest-Simulation: Hier zeigt ein dynamisches 3-D-Modell, in welcher Weise sich das Auto bei einem Aufprall verformt. Dabei kann allein die Darstellung des Fahrzeugmodells aus mehreren Millionen Elementen bestehen. Um die vollstaendige Deformation des Autos im Verlauf der Simulation darzustellen, werden zwischen 20 und 100 unterschiedliche Zeitschritte gespeichert. So fallen fuer die komplette Simulation also Datenmengen von 20 Millionen bis hin zu mehreren hundert Millionen Elementen an. Will der Anwender die Ergebnisse graphisch betrachten und auswerten, muss der Simulationscomputer die Daten auf den lokalen Rechner uebertragen. Diese Uebertragung sowie die Archivierung der Daten bereiten in der Praxis jedoch oft Probleme, insbesondere dann, wenn ueber einen laengeren Zeitraum mehrere hundert oder tausend Simulations-varianten anfallen. Und nicht nur in der Automobilbranche, auch in anderen Bereichen wie beispielsweise CAD/CAE entstehen waehrend der Simulation geometrische Modelle, deren Datenmenge selbst die modernste Grafikhardware ueberfordert. Bei der Uebertragung ueber das Netzwerk kann es zu Engpaessen kommen, in deren Folge lange und vor allem unproduktive Wartezeiten auf das Visualisierungsergebnis entstehen.
Abhilfe fuer dieses Problem schafft die so genannte Vierdimensionale Progressive Datenuebertragung. Diese sendet zunaechst nur eine vereinfachte Darstellung des Simulationsmodells auf den lokalen Rechner. Im Falle der Crashtest-Simulation sieht der Betrachter relativ schnell eine grobe Animation des Fahrzeugs. Sobald das System weitere Datenpakete empfaengt, erhaelt der Benutzer die genaueren Details des Modells. Dieses Verfahren bringt dem Anwender gleich mehrere Vorteile. Da nicht alle Daten auf einmal gesendet werden, gibt es im Netzwerk keine Einschraenkungen bei der Uebermittlung. Auch die Belastung fuer den lokalen Rechner ist aeusserst gering, denn nur ein Bruchteil der Daten werden hier vorgehalten und angezeigt. Zudem vermeidet das System unproduktive Wartezeiten. Der Betrachter sieht das Modell schneller auf dem Monitor und kann die Simulation bereits analysieren, waehrend die restlichen Daten noch an den Computer uebermittelt werden.
Die Vierdimensionale Progressive Datenuebertragung ermoeglicht unter anderem die folgenden Anwendungen:
- 4-D-Streaming von dynamischer Geometrie fuer verteilte Applikationen
- Schneller Zugriff auf Geometriedatenbanken
- Vorschaufunktion fuer Geometriedaten
- Level-Of-Detail Methoden
- Interaktive Exploration des Designraums fuer Optimierungsaufgaben
(in Kooperation mit dem Fraunhofer SCAI)
Das Fraunhofer-Institut fuer Graphische Datenverarbeitung stellt die Software zur problemlosen Uebertragung dynamischer FEM-Simulationsdaten auf der HANNOVER MESSE 2006 vom 24.-28. April 2006 in Halle 16, Stand D16 vor.
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