実装評価

1 5 1 1 5 1

1 1 2

1 5 6 1 2 2 6

2 1 5 6

4 4 8 3 1 2 2 6

図5.4: 視線ベクトル(-1,1,1)の場合の合 成処理(T_tree−diag)

1 1,5 2,6

1,5 2,6 3,7 4,8 1,5

図5.5: 視線ベクトル(0,0,1)の場合の合 成処理Ttree−para)

表5.2: 理論的通信量の比較

T_seq T_bsc T_tree−diag T_tree−para 8台 1.75N² 1.75N² 0.87N²  N² 64台 3.94N² 1.97N² 1.18N² 1.06N² 512台 7.98N² 2.00N² 1.38N² 1.03N²

T_treeは視点位置によらず，何れの場合もT_seqより小さいので，最終画像を得 るまでの通信時間の短縮が図ることが可能であることが分かる．また，表5.2で はT_tree−diag と T_tree−paraは，表示スケールが異なるが，表示スケールを同じに した場合は，常にT_tree−paraが最も小さい値となる．Ttree−diag の理論式5.4は，

合成ステップは静的に決定した場合であり，合成ステップの最適化を行うこと で，より一層の通信コストの削減が可能であると考えられる．ただし，Ttree−para

の値以下になることはない．主軸優先合成アルゴリズムを採用する効果は，サ ブノード台数が少ない場合は逐次合成，BSCと比較すると43% の通信データ 量の削減が可能であり，また，サブノード台数が増加すると，逐次合成と比較 しておよそ80% ，BSCと比較して50% の通信データ量の削減が可能となる．

5.3.1 実験環境

ノードおよびネットワークの構成は3.2.1項と同じである．スクリーンサイズ は1024×1024と設定し，使用したボリュームデータはTree(図3.4-(c))を用い た．描画測定方法は，主軸がY軸となるようにオブジェクトを回転させる．主 軸優先合成では，各Slaveは分割されたサブボリュームデータを描画し，視線 情報により静的に決定される順序に従って，2分木による画像合成を行う．合成 結果を転送する画像サイズは2枚のBounding Box(図5.6)とする．測定方法は

第3.2.2項の実験環境におけるBSCの測定方法と同じとする．

Screen

+ =

Compose

Composed Image Screen

Sub Image2 Bounding Box Screen

Sub Image1 Bounding Box

Bounding Box

図5.6: バウンディングボックス

5.3.2 主軸優先合成の効果

ネットワークX系統を用いた主軸優先合成の各処理時間の測定結果を表5.3 に示す．ただし，比較対象として，逐次合成とBSCの各処理時間の評価を併記 する．

表5.3: 主軸優先合成の各処理時間の測定結果   主軸優先 逐次 BSC

T_render[ms] 12.6 12.6 12.6

T_read[ms] 0.7 0.6 0.6 T_comp[ms] 26.7 - 56.4 T_comm[ms] 42.3 - 123.5 T_collect[ms] 33.9 293.5 35.9 T_draw[ms] 28.5 59.0 37.7

また，測定結果より求められる総描画時間を表5.4に示す．

• BSCと主軸優先合成の比較

表5.4: 総描画時間の比較

主軸優先 逐次 BSC T_total[ms] 144.7 365.7 266.7 描画速度[fps] 6.91 2.73 3.74

合成時間，通信時間ともに53%の短縮が可能となった．理論的には，表5.2 の通信量は合成データ量と等しく，理論的な合成時間，通信時間は50%程 度の短縮が可能である．合成時間は，理論値とほぼ等しい時間の短縮率で あった．要因として，視線ベクトルを(0,0,1)に設定したことが挙げられる が，理論的な通信時間はネットワークの競合を考慮していない．しかし，実 際は，ネットワークの競合が生じる．つまり，主軸優先合成の場合，同一 スイッチ内通信は最初の4ステップで行われる．残りの2ステップは，ス イッチを跨いだ通信が行われるが，通信を行うノード数は4ノード，2ノー ドである．BSCの場合，主軸優先合成と同様，同一スイッチ内通信は最初 の4ステップで行われる．また，残りの2ステップも，スイッチを跨いだ通 信が行われるが，通信を行うノード数は全64ノードであり，各スイッチに おいて16ノードの送信要求に対する逐次処理が行われる．このため，通信 遅延が生じている．それぞれのスイッチを跨ぐ通信の送信データサイズは，

主軸優先合成の場合はスクリーンサイズの約1/4,1/2と大きいが，BSCの 場合は，スクリーンサイズの1/32,1/64と小さい．これらトータルの通信 遅延時間を考慮すると，主軸優先合成の方が遅延はほぼ同じであったと言 える．

• 逐次合成と主軸優先合成の比較

主軸優先合成の通信時間は逐次合成のおよそ1/4となった．理論的な通信 量の比較から，主軸優先合成の通信時間は，逐次合成のおよそ1/4である．

やはり，逐次合成の場合，全サブノードがMasterに一斉にサブボリューム レンダリング結果の送信を行うため，ネットワークの競合が各スイッチ内 において頻繁に発生している．一方，主軸優先合成では，BSCとの比較で 述べたとおり，第5,6ステップにおいてネットワークの競合が生じるが，そ の影響は逐次合成と比較すると軽微であるといえる．

以上の比較より，通信コストにおける理論的な考察は正しかったといえる．