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GPU-basiertes Volume Rendering Board

IP.com Disclosure Number: IPCOM000028470D
Original Publication Date: 2004-Jun-25
Included in the Prior Art Database: 2004-Jun-25
Document File: 1 page(s) / 21K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Aus Daten, die mittels bildgebender Verfahren beispielsweise in der Medizin (CT, MR und andere) gewonnen werden, koennen Volumina rekonstruiert werden. Die Algorithmen zur raeumlichen Darstellung dieser Volumina (Volume Rendering) sind fuer gewoehnlich in der Software implementiert und fuehren aufgrund grosser Datenmengen und aufwaendiger Rechenschritte zu einer hohen Auslastung der CPU (Central Processing Unit). Um grosse Datenmengen beschleunigt darstellen zu koennen, werden bisher proprietaere, auf ASICs (Application-Specific Integrated Circuits) basierende Platinen eingesetzt. Neu entwickelte Grafikprozessoren (GPUs, Graphics Processing Units) sind zunehmend programmierbar. Ein Vorschlag besteht darin, zur Realisierung von Volumendarstellungen Implementierungen auf Standardgrafikkarten mit z.B. OpenGL-Unterstuetzung (Open Graphics Language) zu nutzen. Die Leistungsfaehigkeit der Grafikkarten ist allerdings durch die Groesse der auf den Karten befindlichen Speichermodule eingeschraenkt. Dieses Problem kann durch den Entwurf einer Platine mit Standard-GPU und erweitertem Onboard-Speicher geloest werden.

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S

GPU-basiertes Volume Rendering Board

Idee: Jakob Miklautz, DE-Erlangen

Aus Daten, die mittels bildgebender Verfahren beispielsweise in der Medizin (CT, MR und andere) gewonnen werden, koennen Volumina rekonstruiert werden. Die Algorithmen zur raeumlichen Darstellung dieser Volumina (Volume Rendering) sind fuer gewoehnlich in der Software implementiert und fuehren aufgrund grosser Datenmengen und aufwaendiger Rechenschritte zu einer hohen Auslastung der CPU (Central Processing Unit). Um grosse Datenmengen beschleunigt darstellen zu koennen, werden bisher proprietaere, auf ASICs (Application-Specific Integrated Circuits) basierende Platinen eingesetzt.

Neu entwickelte Grafikprozessoren (GPUs, Graphics Processing Units) sind zunehmend programmierbar. Ein Vorschlag besteht darin, zur Realisierung von Volumendarstellungen Implementierungen auf Standardgrafikkarten mit z.B. OpenGL-Unterstuetzung (Open Graphics Language) zu nutzen. Die Leistungsfaehigkeit der Grafikkarten ist allerdings durch die Groesse der auf den Karten befindlichen Speichermodule eingeschraenkt. Dieses Problem kann durch den Entwurf einer Platine mit Standard-GPU und erweitertem Onboard-Speicher geloest werden.

Der Einsatz von eigens fuer die Anforderungen beispielsweise aus der Medizintechnik entworfenen, auf Standard-GPUs basierenden Platinen ermoeglicht die Realisierung von Volumendarstellungen zu deutlich geringeren Kosten als eine ASIC-Loesung gleicher Qualitaet. Ein Ausfuehrungsbeispiel der...