Massive graph visualization in an immersive environment, such as virtual reality (VR) or Augmented Reality (AR), has the possibility to improve users’ understanding when exploring data in new ways. To make the most of a visualization, such as this, requires interactive components that are fast enough to accommodate interactivity. By rendering the edges of the graph as shaded lines that imitate three‑dimensional (3D) lines or tubes, one can circumvent technical limitations. This method works well enough when using traditional two‑dimensional (2D) monitors, but representing tubes as flat lines in a virtual environment (VE) makes for a less immersive user experience as opposed to visualizing true 3D geometry. In order to accommodate for these requirements i.e., speed and visual fidelity, we need a time efficient way of producing tubular meshes. This thesis project explores how one can generate tubular geometry utilizing compute shaders in the modern game engine, Unreal Engine (UE). Exploiting the parallel computing power of the graphical processing unit (GPU) we use compute shaders to generate a tubular mesh following a predetermined path. The result from the project is an open source plugin for UE, able to generate tubular geometry at rapid rates. While not giving any major advantages when generating smaller models, comparing it to a sequential implementation, the compute shader implementation create and render models > 40× faster when generating 106 tube segments. A secondary effect of generating most of the data on the GPU, is that we avoid bottlenecks that can occur when surpassing the bandwidth of the central processing unit (CPU) to GPU data transfer. Using this tool researches can more easily explore information visualization in a VE. Furthermore, this thesis promotes extended development of mesh generation, using compute shaders in UE. / Att visualisera stora grafer i en immersiv miljö, såsom VR eller AR, kan förbättra en användares förståelse när de utforskar data på nya sätt. För att få ut det mesta av denna typen av visualiseringar krävs interaktiva komponenter som är tillräckligt snabba för att tillgodose interaktivitet. Genom att visa de linjer, som binder samman en grafs noder, som plana linjer som imiterar 3Dlinjer eller rör, kan man undvika att slå i det tak som tekniska begränsningar medför. Denna metoden är acceptabel vid användning av traditionella 2Dskärmar, men att representera rör som plana linjer i VE ger en mindre immersiv användarupplevelse, i kontrast till att visualisera sann 3D -geometri. För att tillgodose dessa krav dvs, tidseffektivitet och visuella kvaliteter, behöver vi ett effektivt sätt att producera 3D-linjer. Denna uppsats undersöker hur man kan generera rörformad geometri med hjälp av compute shaders i den moderna spelmotorn Unreal Engine (UE). Genom att använda compute shaders kan vi utnyttja den parallella beräkningskraften hos en GPU, kan vi generera ett rörformat mesh som följer en förutbestämd bana. Resultatet från projektet är ett open source-plugin för UE, som kan generera rörformad geometri i höga hastigheter. Även om det inte kan visas ge några större fördelar när man genererar mindre modeller, jämfört med en sekventiell implementering, skapar och renderar implementeringen av compute Shaders modeller > 40× snabbare, när de genererar 106 rörsegment. I och med att den större delen av datan skapas på GPU kan vi också undvika den flaskhals som kan uppstå när vi överskrider bandbredden mellan CPU och GPU. Med hjälp av verktyget som skapats i samband med denna uppsats kan människor lättare utforska informationsvisualisering i VE. Dessutom främjar denna uppsats utökad utveckling av mesh-generering med hjälp av compute shaders i UE.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-302564 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Woxler, Platon |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2021:500 |
Page generated in 0.002 seconds