KR20210044405A - Visualization pipeline apparatus for cluster based scientific visualization tools and its visualization method - Google Patents

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KR20210044405A
KR20210044405A KR1020190127497A KR20190127497A KR20210044405A KR 20210044405 A KR20210044405 A KR 20210044405A KR 1020190127497 A KR1020190127497 A KR 1020190127497A KR 20190127497 A KR20190127497 A KR 20190127497A KR 20210044405 A KR20210044405 A KR 20210044405A
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허영주
황규현
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Abstract

The present invention relates to a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool and to a visualization method thereof. The device includes: a data patch pipe converting input data input from other components within the visualization tool into a processable form and delivers the data; a plurality of visualization pipelines each using a plurality of visualization pipes to perform a visualization operation on the input data; and a result collection pipe collecting the results generated through the plurality of visualization pipes, converting the results into a desired form in the other component, and returning the converted results. The implementation and modification of the visualization pipe can be facilitated, as well as improve portability.

Description

클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치 및 그 가시화 방법{VISUALIZATION PIPELINE APPARATUS FOR CLUSTER BASED SCIENTIFIC VISUALIZATION TOOLS AND ITS VISUALIZATION METHOD}A visualization pipeline device for cluster-based scientific visualization tools and its visualization method {VISUALIZATION PIPELINE APPARATUS FOR CLUSTER BASED SCIENTIFIC VISUALIZATION TOOLS AND ITS VISUALIZATION METHOD}

본 발명은 서로 임의의 순서로 연결되는 정형화된 형태의 파이프를 포함하고, 가시화 도구 내 다른 컴포넌트와 통신을 전담하는 특수 파이프를 포함하며, 사용자의 요청에 따라 파이프들을 조합하는 방식으로 가시화 파이프라인이 실시간으로 생성되고 가시화 연산을 수행함으로써, 가시화 파이프의 구현 및 수정이 용이할 뿐만 아니라 이식성을 향상시킬 수 있는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치 및 그 가시화 방법에 관한 것이다.The present invention includes a standard pipe connected to each other in a random order, and includes a special pipe dedicated to communication with other components in the visualization tool, and the visualization pipeline is formed by combining the pipes according to the user's request. The present invention relates to a visualization pipeline apparatus and a visualization method for a cluster-based scientific visualization tool capable of improving portability as well as easy implementation and modification of a visualization pipe by being generated in real time and performing a visualization operation.

잘 알려진 바와 같이, 자연현상 분석, 제품 개발 등을 위해 과학자와 공학자들은 관측 데이터 또는 실험 데이터를 수집하는데, 과학적 가시화(scientific visualization)는 이러한 과학 데이터를 시각적 정보로 변환하는 방법들의 집합을 의미한다.As is well known, scientists and engineers collect observational or experimental data for natural phenomena analysis, product development, etc., and scientific visualization refers to a set of methods for transforming these scientific data into visual information.

이러한 과학적 가시화는 방대하고 복잡한 과학 데이터로부터 통찰력을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 유의미한 정보를 얻도록 도와주어, 의료, 기상, 항공, 우주, 중공업 등의 분야에서 널리 활용되고 있으며, 그 유용함 덕분에 과학적 가시화 기법들은 활발하게 연구되어 훌륭한 오픈소스 라이브러리(예를 들면, VTK 등)와 가시화 도구들이 개발되어 왔다.Such scientific visualization is widely used in fields such as medical, meteorology, aviation, space, heavy industry, etc., as it helps to obtain not only insights from vast and complex scientific data, but also meaningful information, and thanks to its usefulness, scientific visualization techniques Have been actively researched, and excellent open source libraries (eg, VTK, etc.) and visualization tools have been developed.

한편, 가시화 파이프라인(visualization pipeline)은 입력 데이터로부터 최종 가시화 결과를 얻기까지의 데이터의 흐름 및 가시화 연산들을 정의하는 방법 중 하나로서, 간결하면서도 기능이 강력하여 가시화 라이브러리 및 가시화 도구들의 핵심 처리 기법으로 널리 활용되고 있으며, 특히 여러 가시화 기법들을 조합해서 사용해야 하는 분야의 경우 유연한 구성이 가능한 가시화 파이프라인의 설계 및 구현이 필수적으로 요구되고 있다.On the other hand, the visualization pipeline is one of the methods of defining the flow of data and visualization operations from the input data to the final visualization result.Since it is concise and powerful, it is a key processing technique for visualization libraries and visualization tools. It is widely used, and in particular, in the case of a field in which several visualization techniques are used in combination, the design and implementation of a visualization pipeline capable of flexible configuration is indispensable.

예를 들면, 도 1은 종래에 가시화 기법을 조합하여 사용하는 사례를 나타내는 도면으로, 원자로 내부 유동 분석을 위해 입력 데이터를 자른(clipping) 결과에 다은 가시화 기법(예를 들면, glyph)을 적용한 사례를 나타내고 있다.For example, FIG. 1 is a diagram showing a case in which a conventional visualization technique is used in combination, and a visualization technique (e.g., glyph) is applied to the result of clipping input data for flow analysis inside a reactor. Is shown.

최근에는 측정 장치의 정밀도 향상 및 시뮬레이션 규모의 증가에 따라, 과학 데이터의 크기가 크게 증가하고 있는데, 거대 과학데이터를 제한된 연산 자원(예를 들면, 단일 노드 PC, 워크스테이션 등)을 이용하여 처리하기에는 한계가 있기 때문에, 거대 과학데이터를 취급하는 기관들은 클러스터 기반의 가시화 연산을 지원하는 오픈소스 가시화 도구를 사용하거나, 혹은 클러스터 기반 가시화 도구를 자체적으로 개발하여 활용하고 있다.In recent years, as the precision of measurement devices and the scale of simulations increase, the size of scientific data has increased significantly. However, it is difficult to process large scientific data using limited computational resources (e.g., single node PC, workstation, etc.). Due to its limitations, institutions handling large scientific data use open source visualization tools that support cluster-based visualization operations, or develop and utilize cluster-based visualization tools themselves.

예를 들어, 거대 과학데이터 가시화 도구의 구성 요소를 정의하고, 공개 소프트웨어들을 활용하는 분산 공유메모리 기반 병렬 가시화 도구인 GLOVE가 개발되었는데, 이러한 GLOVE는 기존의 오픈소스 기반 가시화 도구(예를 들면, Paraview, VisIt 등)보다 높은 성능을 보이면서 그 효용성을 입증했지만, 클러스터 기반 분산처리를 지원하는 가시화 파이프라인의 부재로 인해 단일 가시화 기법 적용만 지원하는 한계가 있는 실정이다.For example, GLOVE, a distributed shared memory-based parallel visualization tool that defines the components of a large scientific data visualization tool and utilizes open software, was developed.This GLOVE is an existing open source-based visualization tool (for example, Paraview , VisIt, etc.) and proved its effectiveness, but there is a limit to supporting only a single visualization technique due to the absence of a visualization pipeline that supports cluster-based distributed processing.

1. 한국공개특허 제10-2006-0135104호(2006.12.29.공개)1. Korean Patent Publication No. 10-2006-0135104 (published on December 29, 2006) 2. 한국공개특허 제10-2017-0015789호(2017.02.09.공개)2. Korean Patent Publication No. 10-2017-0015789 (published on Feb. 9, 2017)

본 발명은 서로 임의의 순서로 연결되는 정형화된 형태의 파이프를 포함하고, 가시화 도구 내 다른 컴포넌트와 통신을 전담하는 특수 파이프를 포함하며, 사용자의 요청에 따라 파이프들을 조합하는 방식으로 가시화 파이프라인이 실시간으로 생성되고 가시화 연산을 수행함으로써, 가시화 파이프의 구현 및 수정이 용이할 뿐만 아니라 이식성을 향상시킬 수 있는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치 및 그 가시화 방법을 제공하고자 한다.The present invention includes a standard pipe connected to each other in a random order, and includes a special pipe dedicated to communication with other components in the visualization tool, and the visualization pipeline is formed by combining the pipes according to the user's request. It is intended to provide a visualization pipeline apparatus and a visualization method for a cluster-based scientific visualization tool capable of improving portability as well as easy implementation and modification of a visualization pipe by being generated in real time and performing a visualization operation.

또한, 본 발명은 가시화 도구 내 다른 컴포넌트에서 입력되는 입력 데이터를 처리 가능한 형태로 변환하여 전달하고, 복수의 가시화 파이프를 이용하여 입력 데이터에 대한 가시화 연산을 수행하며. 복수의 가시화 파이프를 통해 생성된 결과를 수집하여 해당 컴포넌트에서 원하는 형태로 변환하여 반환함으로써, 정형화된 파이프 구조를 사용하여 상호 유연한 연결을 보장할 수 있고, 가시화 도구에 독립적으로 구현 및 관리할 수 있는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치 및 그 가시화 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention converts input data input from another component in a visualization tool into a form that can be processed and transmits it, and performs a visualization operation on the input data using a plurality of visualization pipes. By collecting the results generated through a plurality of visualization pipes, converting them to the desired form in the corresponding component, and returning them, it is possible to ensure flexible interconnection using a standardized pipe structure, and can be implemented and managed independently of the visualization tool. An attempt is made to provide a visualization pipeline device and a visualization method for a cluster-based scientific visualization tool.

본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains from the following description. .

본 발명의 일 측면에 따르면, 가시화 도구 내 다른 컴포넌트에서 입력되는 입력 데이터를 처리 가능한 형태로 변환하여 전달하는 데이터 패치 파이프와, 각각 복수의 가시화 파이프를 이용하여 상기 입력 데이터에 대한 가시화 연산을 수행하는 복수의 가시화 파이프라인과, 상기 복수의 가시화 파이프를 통해 생성된 결과를 수집하여 상기 다른 컴포넌트에서 원하는 형태로 변환하여 반환하는 결과 수집 파이프를 포함하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a data patch pipe that converts input data input from another component in a visualization tool into a form that can be processed and transmits it, and a visualization operation on the input data using a plurality of visualization pipes, respectively. A visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool is provided that includes a plurality of visualization pipelines and a result collection pipe that collects the results generated through the plurality of visualization pipes, converts the result into a desired form in the other component, and returns it. Can be.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 복수의 가시화 파이프는, 각각 상기 가시화 파이프를 각각 초기화하여 상기 가시화 연산을 준비하는 전처리부와, 선행 가시화 파이프에 처리할 데이터를 요청하여 상기 처리할 데이터에 대한 상기 가시화 연산을 수행하는 파이프 몸통부와, 상기 가시화 연산을 완료하여 결과 데이터를 생성하는 후처리부를 포함하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, the plurality of visualization pipes each initializes the visualization pipes to prepare the visualization operation, and requests data to be processed from the preceding visualization pipe to provide the data to be processed. A visualization pipeline apparatus for a cluster-based scientific visualization tool may be provided, including a pipe body part that performs the visualization operation on the image, and a post-processor part that generates result data by completing the visualization operation.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 복수의 가시화 파이프는, 마지막 가시화 파이프부터 역순으로 연결되며, 상기 가시화 파이프가 연결될 경우 상기 가시화 연산을 위해 필요한 연산 정보를 누적하여 상기 선행 가시화 파이프로 전달하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, the plurality of visualization pipes are connected in reverse order from the last visualization pipe, and when the visualization pipes are connected, operation information necessary for the visualization operation is accumulated and transmitted to the preceding visualization pipe. A visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool may be provided.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 데이터 패치 파이프는, 상기 복수의 가시화 파이프라인의 각 첫 번째 가시화 파이프에 종속적으로 초기화되는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, the data patch pipe may be provided with a visualization pipeline apparatus for a cluster-based scientific visualization tool that is subordinately initialized to each first visualization pipe of the plurality of visualization pipelines.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 데이터 패치 파이프는, 상기 연산 정보와 상기 첫 번째 가시화 파이프에 입력되는 입력 데이터 형식을 기반으로 상기 다른 컴포넌트에서 입력될 상기 입력 데이터와 변환 방식을 결정하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치가 제공될 수 있다.Further, according to an aspect of the present invention, the data patch pipe is a cluster that determines the input data to be input from the other component and a conversion method based on the operation information and an input data format input to the first visualization pipe. A visualization pipeline device may be provided for the underlying scientific visualization tool.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 결과 수집 파이프는, 다음 처리 데이터를 앞단의 가시화 파이프로 요청하고, 상기 앞단의 가시화 파이프로 각각 전파되어 상기 데이터 패치 파이프로 전달되는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, the result collection pipe provides a cluster-based scientific visualization tool that requests next processed data to the visualization pipe at the front end, and is propagated to the visualization pipe at the front end and transmitted to the data patch pipe. A visualization pipeline device for can be provided.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 결과 수집 파이프는, 상기 복수의 가시화 파이프라인에 구비되는 각각의 마지막 가시화 파이프에 종속적으로 초기화되어, 최종 결과물 생성 방식을 결정하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치의 가시화 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, the result collection pipe is initialized dependently on each of the last visualization pipes provided in the plurality of visualization pipelines, and is used for a cluster-based scientific visualization tool that determines a final result generation method. A visualization device of a visualization pipeline device may be provided.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 결과 수집 파이프에서 다음 처리 데이터를 앞단의 가시화 파이프로 요청하는 단계와, 상기 앞단의 가시화 파이프로 각각 전파되어 상기 데이터 패치 파이프로 데이터 요청이 전달되는 단계와, 상기 데이터 패치 파이프에서 가시화 도구 내 다른 컴포넌트에서 입력되는 입력 데이터를 처리 가능한 형태로 변환하여 전달하는 단계와, 복수의 가시화 파이프라인에서 각각 복수의 가시화 파이프를 이용하여 상기 입력 데이터에 대한 가시화 연산을 수행하는 단계와, 상기 결과 수집 파이프에서 상기 복수의 가시화 파이프를 통해 생성된 결과를 수집하여 상기 다른 컴포넌트에서 원하는 형태로 변환하여 반환하는 단계를 포함하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치의 가시화 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the step of requesting the next processing data from the result collection pipe to the visualization pipe at the front end, the step of transmitting the data request to the data patch pipe by propagating each to the visualization pipe at the front end, and the data Transforming input data input from other components in the visualization tool in a patch pipe into a form that can be processed, and performing a visualization operation on the input data using a plurality of visualization pipes, respectively, in a plurality of visualization pipelines. And, a visualization method of a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool comprising the step of collecting the result generated through the plurality of visualization pipes in the result collection pipe, converting the result into a desired form in the other component, and returning it. Can be provided.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 복수의 가시화 파이프는, 마지막 가시화 파이프부터 역순으로 연결되며, 상기 가시화 파이프가 연결될 경우 상기 가시화 연산을 위해 필요한 연산 정보를 누적하여 상기 선행 가시화 파이프로 전달하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치의 가시화 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the plurality of visualization pipes are connected in reverse order from the last visualization pipe, and when the visualization pipes are connected, operation information required for the visualization operation is accumulated and transmitted to the preceding visualization pipe. A visualization method of a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool may be provided.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 데이터 패치 파이프는, 상기 복수의 가시화 파이프라인의 각 첫 번째 가시화 파이프에 종속적으로 초기화되는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치의 가시화 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the data patch pipe is a visualization method of a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool that is subordinately initialized to each of the first visualization pipes of the plurality of visualization pipelines. I can.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 데이터 패치 파이프는, 상기 연산 정보와 상기 첫 번째 가시화 파이프에 입력되는 입력 데이터 형식을 기반으로 상기 다른 컴포넌트에서 입력될 상기 입력 데이터와 변환 방식을 결정하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치의 가시화 방법이 제공될 수 있다.Further, according to another aspect of the present invention, the data patch pipe is a cluster that determines the input data to be input from the other component and a conversion method based on the operation information and an input data format input to the first visualization pipe. A visualization method of a visualization pipeline device for an underlying scientific visualization tool may be provided.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 결과 수집 파이프는, 상기 복수의 가시화 파이프라인에 구비되는 각각의 마지막 가시화 파이프에 종속적으로 초기화되어, 최종 결과물 생성 방식을 결정하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치의 가시화 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the result collection pipe is initialized dependently on each of the last visualization pipes provided in the plurality of visualization pipelines, and is used for a cluster-based scientific visualization tool that determines a final result generation method. A visualization method of a visualization pipeline device may be provided.

본 발명은 서로 임의의 순서로 연결되는 정형화된 형태의 파이프를 포함하고, 가시화 도구 내 다른 컴포넌트와 통신을 전담하는 특수 파이프를 포함하며, 사용자의 요청에 따라 파이프들을 조합하는 방식으로 가시화 파이프라인이 실시간으로 생성되고 가시화 연산을 수행함으로써, 가시화 파이프의 구현 및 수정이 용이할 뿐만 아니라 이식성을 향상시킬 수 있다.The present invention includes a standard pipe connected to each other in a random order, and includes a special pipe dedicated to communication with other components in the visualization tool, and the visualization pipeline is formed by combining the pipes according to the user's request. By being generated in real time and performing a visualization operation, not only can the visualization pipe be easily implemented and modified, but also portability can be improved.

또한, 본 발명은 가시화 도구 내 다른 컴포넌트에서 입력되는 입력 데이터를 처리 가능한 형태로 변환하여 전달하고, 복수의 가시화 파이프를 이용하여 입력 데이터에 대한 가시화 연산을 수행하며. 복수의 가시화 파이프를 통해 생성된 결과를 수집하여 해당 컴포넌트에서 원하는 형태로 변환하여 반환함으로써, 정형화된 파이프 구조를 사용하여 상호 유연한 연결을 보장할 수 있고, 가시화 도구에 독립적으로 구현 및 관리할 수 있다.In addition, the present invention converts input data input from another component in a visualization tool into a form that can be processed and transmits it, and performs a visualization operation on the input data using a plurality of visualization pipes. By collecting the results generated through a plurality of visualization pipes, converting them into a desired form in the corresponding component, and returning them, it is possible to ensure flexible interconnection using a standardized pipe structure, and can be implemented and managed independently of the visualization tools. .

도 1은 종래에 가시화 기법을 조합하여 사용하는 사례를 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치를 나타낸 블록구성도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정형화된 가시화 파이프 구조를 예시한 블록구성도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치를 이용하여 가시화하는 과정을 나타낸 플로우차트이며,
도 5 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따라 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치를 이용한 가시화 결과 및 구현 결과를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram showing an example of using a conventional visualization technique in combination,
2 is a block diagram showing a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a structure of a standardized visualization pipe according to an embodiment of the present invention,
4 is a flowchart showing a process of visualization using a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool according to another embodiment of the present invention.
5 to 12 are diagrams for explaining visualization results and implementation results using a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the embodiments of the present invention, and a method of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described later in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and are common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In describing embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치를 나타낸 블록구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정형화된 가시화 파이프 구조를 예시한 블록구성도이다.FIG. 2 is a block diagram showing a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram illustrating a standardized visualization pipe structure according to an embodiment of the present invention. It is a degree.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치는 데이터 패치 파이프(100), 복수의 가시화 파이프라인(200), 결과 수집 파이프(300) 등을 포함할 수 있다.2 and 3, a visualization pipeline apparatus for a cluster-based scientific visualization tool according to an embodiment of the present invention includes a data patch pipe 100, a plurality of visualization pipelines 200, and a result collection pipe 300. ) And the like.

데이터 패치 파이프(100)는 인터페이스 파이프 중 하나로, 가시화 도구 내 다른 컴포넌트에서 입력되는 입력 데이터를 처리 가능한 형태로 변환하여 전달할 수 있는데, 복수의 가시화 파이프라인(200)에 포함되는 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)의 각 첫 번째 가시화 파이프에 종속적으로 초기화될 수 있다.The data patch pipe 100 is one of the interface pipes, and can convert input data input from other components in the visualization tool into a form that can be processed and transmit it. A plurality of visualization pipes 210 included in the plurality of visualization pipelines 200 /1-210/n) can be initialized dependently on each of the first visualization pipes.

또한, 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)가 마지막 가시화 파이프부터 역순으로 연결되며, 가시화 파이프가 연결될 경우 가시화 연산을 위해 필요한 연산 정보를 누적하여 선행 가시화 파이프로 전달하는데, 데이터 패치 파이프(100)는 이러한 연산 정보와 첫 번째 가시화 파이프에 입력되는 입력 데이터 형식을 기반으로 외부 컴포넌트에서 입력될 입력 데이터와 변환 방식을 결정할 수 있다.In addition, a plurality of visualization pipes (210/1-210/n) are connected in reverse order from the last visualization pipe, and when the visualization pipe is connected, operation information necessary for visualization operation is accumulated and transmitted to the preceding visualization pipe. The 100 may determine input data to be input from an external component and a conversion method based on the operation information and the input data format input to the first visualization pipe.

복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m, 복수의 가시화 파이프블록)은 각각 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)를 포함하여 입력 데이터에 대한 가시화 연산을 수행하는데, 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)는 각각 전처리부(211), 파이프 몸통부(212), 후처리부(213) 등을 포함할 수 있다.A plurality of visualization pipelines (200/1-200/m, a plurality of visualization pipe blocks) each include a plurality of visualization pipes 210/1-210/n to perform visualization operations on input data. The visualization pipes 210/1 to 210/n may each include a pre-treatment unit 211, a pipe body 212, a post-treatment unit 213, and the like.

여기에서, 전처리부(211)는 가시화 파이프를 각각 초기화하여 가시화 연산을 준비할 수 있고, 파이프 몸통부(212)는 선행 가시화 파이프에 처리할 데이터를 요청하여 처리할 데이터에 대한 가시화 연산을 수행할 수 있으며, 후처리부(213)는 가시화 연산을 완료하여 결과 데이터를 생성할 수 있다.Here, the preprocessing unit 211 may initialize each visualization pipe to prepare a visualization operation, and the pipe body 212 requests data to be processed from the preceding visualization pipe to perform a visualization operation on the data to be processed. In addition, the post-processing unit 213 may generate result data by completing the visualization operation.

이러한 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)는 마지막 가시화 파이프부터 역순으로 연결될 수 있고, 가시화 파이프가 연결될 경우 가시화 연산을 위해 필요한 연산 정보를 누적하여 선행 가시화 파이프로 전달할 수 있다.The plurality of visualization pipes 210/1 to 210/n may be connected in reverse order from the last visualization pipe, and when the visualization pipe is connected, operation information necessary for a visualization operation may be accumulated and transmitted to the preceding visualization pipe.

결과 수집 파이프(300)는 인터페이스 파이프 중 하나로, 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)를 통해 생성된 결과를 수집하여 가시화 도구 내 다른 컴포넌트에서 원하는 형태로 변환하여 반환할 수 있다.The result collection pipe 300 is one of the interface pipes, and may collect the result generated through the plurality of visualization pipes 210/1-210/n, convert it into a desired shape in another component in the visualization tool, and return it.

이러한 결과 수집 파이프(300)는 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)에 구비되는 각각의 마지막 가시화 파이프에 종속적으로 초기화되어, 최종 결과물 생성 방식을 결정할 수 있다.The result collection pipe 300 is initialized dependently on each of the last visualization pipes provided in the plurality of visualization pipes 210/1 to 210/n, so that a final result generation method may be determined.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치에 대해 구체적으로 설명하면, 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)을 각각 구성하는 기본 단위는 파이프(pipe)로서, 각각의 파이프는 등가면 생성(iso-surface), 표면 추출(surface extraction) 등과 같은 하나의 가시화 기법을 표현할 수 있으며, 파이프들은 사용자의 가시화 요청(query)에 따라 임의의 순서로 서로 연결되어 파이프라인을 생성할 수 있다.When the visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool according to an embodiment of the present invention as described above is described in detail, a basic unit constituting each of the plurality of visualization pipelines 200/1-200/m Is a pipe, and each pipe can express a single visualization technique such as iso-surface, surface extraction, etc., and pipes are arbitrary They can be connected to each other in order to create a pipeline.

이와 같이 생성된 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)의 양 끝에는 인터페이스 파이프(즉, 데이터 패치 파이프(100), 결과 수집 파이프(300) 등)가 연결되어 가시화 도구 내 다른 컴포넌트로부터 입력 데이터를 받고, 가시화 결과를 반환할 수 있다.Interface pipes (i.e., data patch pipes 100, result collection pipes 300, etc.) are connected to both ends of the plurality of visualization pipelines (200/1-200/m) created as described above, and from other components in the visualization tool. It receives input data and can return visualization results.

상술한 바와 같은 파이프의 역할은 입력 데이터를 받아 정의된 가시화 연산을 수행할 후, 가시화 연산 수행 결과를 다음 파이프로 전달하는 것인데, 파이프 사이의 유연한 연결을 보장하기 위해서 모든 파이프는 도 3에 도시한 바와 같은 정형화된 구조를 가질 수 있다.The role of the pipe as described above is to receive input data and perform a defined visualization operation, and then transfer the result of the visualization operation to the next pipe.In order to ensure a flexible connection between pipes, all pipes are shown in FIG. It may have a standardized structure as described above.

즉, 하나의 파이프는 전처리부(pre-processing, 211), 파이프 몸통부(pipe body, 212), 후처리부(post-processing, 213) 등을 포함할 수 있는데, 전처리부(211)에서는 파이프가 실행될 경우 전처리 단계로 파이프를 초기화하고 가시화 연산 수행을 준비하며, 선행 파이프(previous pipe)에게 데이터(input)를 요청하고, 파이프 몸통부(212)에서는 전달받은 데이터에 대한 가시화를 수행할 수 있으며, 이러한 가시화 연산이 완료된 후에 후처리부(213)에서는 파이프의 작업을 마무리하고 결과 데이터(output)를 생성할 수 있다.That is, one pipe may include a pre-processing unit 211, a pipe body 212, a post-processing unit 213, and the like. In the pre-processing unit 211, the pipe is When executed, the pipe is initialized as a pre-processing step, preparing to perform a visualization operation, requesting data (input) from a preceding pipe, and the pipe body 212 can perform visualization on the transmitted data. After the visualization operation is completed, the post-processing unit 213 may finish the work of the pipe and generate result data (output).

한편, 도 3에 도시한 바와 같이 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)에 구비되는 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)를 구성하는 각각의 가시화 파이프(Visualization pipe)는 가시화 연산을 수행하는 파이프로서, 가시화 파이프는 기본 가시화 파이프(Viz. pipe)와 장벽-가시화 파이프(Viz.barrier pipe)로 구분될 수 있고, 일부 가시화 연산은 최종 결과를 획득하기 위해서 여러 블록들에 대한 결과 또는 여러 시간 단계(time-step)의 결과들을 동시에 고려해야하는 경우(예를 들면, point probing 연산 등)가 있는데, 이러한 특성을 반영하여 장벽-가시화 파이프는 선행 파이프로부터 받을 입력 데이터가 더 이상 없을 때까지 가시화 연산을 반복 수행한 후에, 후처리되어 최종 결과를 생성할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, each visualization pipe constituting a plurality of visualization pipes 210/1-210/n provided in a plurality of visualization pipelines 200/1-200/m Is a pipe that performs a visualization operation, and the visualization pipe can be divided into a basic visualization pipe (Viz. pipe) and a barrier-visualization pipe (Viz.barrier pipe), and some visualization operations are several blocks to obtain the final result. There are cases in which the results of the results of the or multiple time-steps must be considered at the same time (e.g., point probing operation, etc.), and by reflecting these characteristics, the barrier-visible pipe has more input data to be received from the preceding pipe. After the visualization operation is repeatedly performed until there is no abnormality, it can be post-processed to produce the final result.

상술한 바와 같은 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)의 전후단에는 인터페이스 파이프(Interface pipe)가 구비될 수 있는데, 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)은 가시화 라이브러리 또는 가시화 도구를 구성하는 하나의 컴포넌트이고, 인터페이스 파이프는 파이프라인과 가시화 도구 내 다른 컴포넌트 사이의 통신을 전담하는 특수 파이프로서, 데이터 패치 파이프(data fetch pipe, 100), 결과 수집 파이프(result collector pipe. 300) 등을 포함할 수 있다.Interface pipes may be provided at the front and rear ends of the plurality of visualization pipelines 200/1-200/m as described above, and the plurality of visualization pipelines 200/1-200/m are visualized. A component that composes a library or visualization tool, and the interface pipe is a special pipe dedicated to communication between the pipeline and other components in the visualization tool, and is a data fetch pipe (100) and a result collector. pipe.300).

여기에서, 데이터 패치 파이프(100)는 외부 컴포넌트(즉, 가시화 도구 내 다른 컴포넌트)로부터 입력 데이터를 받아 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)에서 처리 가능한 형태로 변환하여 전달하는 역할을 수행할 수 있고, 결과 수집 파이프(300)는 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)에서 생성된 결과를 수집하여 외부 컴포넌트가 원하는 형태로 변환한 후에 반환하는 역할을 수행할 수 있다.Here, the data patch pipe 100 receives input data from an external component (ie, another component in the visualization tool), converts it into a form that can be processed by a plurality of visualization pipelines (200/1-200/m), and delivers it. Can be performed, and the result collection pipe 300 can perform a role of collecting the results generated from a plurality of visualization pipelines (200/1-200/m), converting the result into a desired form by an external component, and returning the result. have.

이러한 인터페이스 파이프를 사용함으로써, 가시화 파이프들은 외부 컴포넌트와 독립적으로 구현 및 관리될 수 있을 뿐만 아니라, 파이프라인이 사용될 가시화 도구에 맞추어 인터페이스 파이프만 구현함으로써, 종래 구현된 가시화 파이프를 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다.By using these interface pipes, not only can the visualization pipes be implemented and managed independently from external components, but also the advantage of using the existing visualization pipe as it is by implementing only the interface pipe according to the visualization tool to which the pipeline will be used. have.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이 파이프라인은 사용자의 요청에 따라 필요한 가시화 파이프들을 연결하여 실시간으로 생성될 수 있는데, 가시화 파이프는 마지막 파이프부터 역순으로 연결될 수 있고, 각 파이프마다 가시화 연산을 위해 필요한 정보(예를 들면, time-step, targer block, target element 등)sms 파이프의 연결 과정에서 누적되어 앞단의 파이프로 전달될 수 있다.In addition, as shown in Fig. 2, a pipeline can be created in real time by connecting necessary visualization pipes according to a user's request. The visualization pipes can be connected in reverse order from the last pipe, and each pipe is required for a visualization operation. Information (for example, time-step, targer block, target element, etc.) can be accumulated in the process of connecting the sms pipe and transmitted to the preceding pipe.

그리고, 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)의 가장 앞(전단)에는 데이터 패치 파이프(100)가 연결될 수 있으며, 첫 번째 파이프에 종속적으로 초기화될 수 있는데, 초기화 과정에서는 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)이 필요로 하는 정보들 및 첫 번째 파이프의 입력 데이터 형식을 기반으로 외부 컴포넌트에서 읽어올 데이터 및 변환 방식을 결정할 수 있다.In addition, the data patch pipe 100 may be connected to the front (front) of the plurality of visualization pipelines 200/1-200/m, and may be initialized dependently on the first pipe. Data to be read from an external component and a conversion method may be determined based on information required by the visualization pipeline 200/1-200/m and an input data format of the first pipe.

한편, 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)의 마지막(후단)에는 결과 수집 파이프(300)가 연결될 수 있는데, 마지막 가시화 파이프에 종속적으로 초기화될 수 있고, 그 초기화 과정에서는 마지막 가시화 파이프가 생성하는 결과의 형태(예를 들면, polygon, points, message 등)를 확인하여 최종 결과물 생성 방식을 결정할 수 있다.On the other hand, the result collection pipe 300 may be connected to the last (rear end) of the plurality of visualization pipelines 200/1-200/m, which may be initialized dependently on the last visualization pipe, and in the initialization process, the last visualization You can determine how the final result is created by checking the shape of the result generated by the pipe (for example, polygons, points, messages, etc.).

상술한 바와 같은 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)의 기본 처리 단위는 데이터 블록(block)으로, 파이프라인의 동작은 마지막 파이프인 결과 수집 파이프(300)가 다음 데이터를 요청하면서 시작될 수 있고, 그 데이터 요청은 앞단의 파이프들로 전파될 수 있으며, 데이터 패치 파이프(100)까지 전달될 수 있다.The basic processing unit of the plurality of visualization pipelines 200/1-200/m as described above is a data block, and the operation of the pipeline is the last pipe, while the result collection pipe 300 requests the next data. It can be initiated, and the data request can be propagated to the pipes at the front end, and can be propagated up to the data patch pipe 100.

이러한 데이터 패치 파이프(100)에서는 하나의 데이터 블록을 읽어서 연결된 가시화 파이프(도 2의 Viz. pipe 1)로 전달할 수 있고, 가시화 파이프들은 입력받은 데이터에 대한 가시화 연산을 수행한 후에, 그 결과를 다음 파이프로 전달할 수 있다.In such a data patch pipe 100, one data block can be read and transmitted to a connected visualization pipe (Viz. pipe 1 in FIG. 2), and the visualization pipes perform a visualization operation on the input data, and the result is then Can be delivered by pipe.

이 후에, 마지막 가시화 파이프(도 2의 Viz. pipe n)에서 생성된 결과는 결과 수집 파이프(300)로 전달되어 수집될 수 있는데, 상술한 바와 같은 과정은 더 이상 처리할 블록이 없을 때까진 반복될 수 있고, 모든 블록에 대한 처리가 끝나면, 결과 수집 파이프(300)가 최종 가시화 결과를 생성함으로써, 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)의 동작이 종료될 수 있다.After that, the result generated in the last visualization pipe (Viz. pipe n in Fig. 2) can be transferred to and collected by the result collection pipe 300, and the above-described process is repeated until there are no more blocks to be processed. When processing of all blocks is finished, the result collection pipe 300 generates a final visualization result, so that the operation of the plurality of visualization pipelines 200/1-200/m may be terminated.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치에서 가시화 파이프라인은 다중 파이프라인 구성을 통해 클러스터를 활용하는 분산 처리 알고리즘으로 쉽게 확장될 수 있는데, 다중 파이프라인 구성은 동일한 하위 파이프라인(sub-pipeline)을 클러스터 내 각각의 연산노드에 생성하는 것으로 시작될 수 있다. 여기에서, 하위 파이프라인은 도 2에 도시한 바와 같은 Viz. pipe 1-Viz. pipe n과 같이 가시화 파이프로만 구성된 파이프라인을 의미한다.As described above, in the visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool according to an embodiment of the present invention, the visualization pipeline can be easily extended to a distributed processing algorithm that utilizes a cluster through a multiple pipeline configuration. Configuration can begin by creating the same sub-pipeline on each compute node in the cluster. Here, the sub-pipeline is Viz. pipe 1-Viz. Like pipe n, it means a pipeline composed of only visualization pipes.

여기에서, 모든 하위 파이프라인은 하나의 동일한 인터페이스 파이프를 공유하는데, 모든 하위 파이프라인의 첫 번째 가시화 파이프들(210/1)은 하나의 데이터 패치 파이프(100)에 연결될 수 있고, 마지막 가시화 파이프들(210/n)은 동일한 결과 수집 파이프(300)에 연결될 수 있다. 최종적으로 도 2에 도시한 바와 같은 클러스터 기반 가시화 파이프라인이 구성될 수 있다.Here, all sub-pipelines share one and the same interface pipe, and the first visualization pipes 210/1 of all sub-pipelines may be connected to one data patch pipe 100, and the last visualization pipes (210/n) may be connected to the same result collection pipe 300. Finally, a cluster-based visualization pipeline as shown in FIG. 2 may be configured.

또한, 데이터 패치 파이프(100)는 각 하위 파이프라인의 요청에 맞추어 다음 데이터 블록을 읽어와 전달하고, 결과 수집 파이프(300)는 유휴 상태의 하위 파이프라인에 다음 데이터를 요청함으로써, 유사 라운드 로빈(round-robin) 방식의 부하 분배를 실현할 수 있고, 모든 하위 파이프라인의 결과는 하나의 결과 수집 파이프(300)로 수집되어 최종 가시화 결과를 생성할 수 있다.In addition, the data patch pipe 100 reads and transmits the next data block according to the request of each sub-pipeline, and the result collection pipe 300 requests the next data from the idle sub-pipeline, so that the pseudo round robin ( A round-robin) type of load distribution may be realized, and results of all sub-pipelines may be collected by one result collection pipe 300 to generate a final visualization result.

따라서, 본 발명은 서로 임의의 순서로 연결되는 정형화된 형태의 파이프를 포함하고, 가시화 도구 내 다른 컴포넌트와 통신을 전담하는 특수 파이프를 포함하며, 사용자의 요청에 따라 파이프들을 조합하는 방식으로 가시화 파이프라인이 실시간으로 생성되고 가시화 연산을 수행함으로써, 가시화 파이프의 구현 및 수정이 용이할 뿐만 아니라 이식성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the present invention includes pipes in a standardized form connected to each other in a random order, includes a special pipe dedicated to communication with other components in the visualization tool, and combines the pipes according to the user's request. By generating a line in real time and performing a visualization operation, it is easy to implement and modify a visualization pipe, and improve portability.

다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치에서 가시화 도구 내 다른 컴포넌트에서 입력되는 입력 데이터를 처리 가능한 형태로 변환하여 전달하고, 복수의 가시화 파이프를 이용하여 입력 데이터에 대한 가시화 연산을 수행하며. 복수의 가시화 파이프를 통해 생성된 결과를 수집하여 해당 컴포넌트에서 원하는 형태로 변환하여 반환하는 가시화 과정에 대해 설명한다.Next, in the visualization pipeline device for the cluster-based scientific visualization tool having the configuration as described above, the input data input from other components in the visualization tool is converted into a form that can be processed and transmitted, and input using a plurality of visualization pipes. It performs visualization operations on data. The visualization process of collecting the results generated through a plurality of visualization pipes, converting them into a desired form in the corresponding component, and returning them will be described.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치를 이용하여 가시화하는 과정을 나타낸 플로우차트이다. 이러한 과정은 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명하였으므로 이하에서는 간략하게 설명하기로 한다.4 is a flowchart showing a process of visualization using a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool according to another embodiment of the present invention. Since this process has been described in detail with reference to FIGS. 2 and 3, it will be briefly described below.

도 4를 참조하면, 결과 수집 파이프(300)에서 다음 처리 데이터를 앞단의 가시화 파이프로 요청할 수 있다(단계410).Referring to FIG. 4, the result collection pipe 300 may request next processed data from the preceding visualization pipe (step 410).

그리고, 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)에 포함되는 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)에서는 앞단의 가시화 파이프(즉, 선행 가시화 파이프)로 다음 처리 데이터의 요청이 각각 전파되어 데이터 패치 파이프(100)로 데이터 요청이 전달될 수 있다(단계420).In addition, in the plurality of visualization pipes 210/1-210/n included in the plurality of visualization pipelines 200/1-200/m, the next processing data is requested from the preceding visualization pipe (i.e., the preceding visualization pipe). Each of these may be propagated and a data request may be transmitted to the data patch pipe 100 (step 420).

여기에서, 데이터 패치 파이프(100)에서는 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)에 포함되는 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)의 각 첫 번째 가시화 파이프에 종속적으로 초기화될 수 있다.Here, the data patch pipe 100 is initialized dependently on each of the first visualization pipes of the plurality of visualization pipes 210/1-210/n included in the plurality of visualization pipelines 200/1-200/m. Can be.

또한, 데이터 패치 파이프(100)에서는 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)에서 가시화 연산을 위해 필요한 연산 정보와 첫 번째 가시화 파이프에 입력되는 입력 데이터 형식을 기반으로 외부 컴포넌트에서 입력될 입력 데이터와 변환 방식을 결정할 수 있다.In addition, in the data patch pipe 100, input to be input from an external component is based on operation information required for visualization operation in a plurality of visualization pipes 210/1-210/n and an input data format input to the first visualization pipe. You can decide on the data and how it is transformed.

다음에, 데이터 패치 파이프(100)에서 가시화 도구 내 다른 컴포넌트에서 입력되는 입력 데이터를 처리 가능한 형태로 변환하여 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)에 전달할 수 있다(단계430). 즉, 데이터 패치 파이프(100)에서는 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)에 포함되는 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)의 각 첫 번째 가시화 파이프에 입력 데이터를 전달할 수 있다.Next, the data patch pipe 100 may convert input data input from other components in the visualization tool into a form that can be processed and transmit it to the plurality of visualization pipelines 200/1-200/m (step 430). That is, the data patch pipe 100 transmits input data to the first visualization pipes of the plurality of visualization pipes 210/1-210/n included in the plurality of visualization pipelines 200/1-200/m. I can.

그리고, 복수의 가시화 파이프라인(200/1-200/m)에서 각각 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)를 이용하여 입력 데이터에 대한 가시화 연산을 수행할 수 있다(단계440).In addition, in the plurality of visualization pipelines 200/1-200/m, a visualization operation on the input data may be performed using the plurality of visualization pipes 210/1-210/n, respectively (step 440).

이러한 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)에서는 마지막 가시화 파이프부터 역순으로 연결되며, 가시화 파이프가 연결될 경우 가시화 연산을 위해 필요한 연산 정보를 누적하여 선행 가시화 파이프로 전달할 수 있다.The plurality of visualization pipes 210/1 to 210/n are connected in reverse order from the last visualization pipe, and when the visualization pipe is connected, operation information necessary for a visualization operation may be accumulated and transmitted to the preceding visualization pipe.

이어서, 결과 수집 파이프(300)에서 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)를 통해 생성된 결과를 수집하여 가시화 도구 내 다른 컴포넌트에서 원하는 형태로 변환하여 반환할 수 있다(단계450).Subsequently, the result generated through the plurality of visualization pipes 210/1-210/n in the result collection pipe 300 may be collected, converted into a desired form in another component in the visualization tool, and returned (step 450).

이러한 결과 수집 파이프(300)에서는 복수의 가시화 파이프(210/1-210/n)에 구비되는 각각의 마지막 가시화 파이프에 종속적으로 초기화되어, 최종 결과물 생성 방식을 결정할 수 있다.The result collection pipe 300 is initialized dependently on each of the last visualization pipes provided in the plurality of visualization pipes 210/1 to 210/n, so that a final result generation method may be determined.

따라서, 본 발명은 가시화 도구 내 다른 컴포넌트에서 입력되는 입력 데이터를 처리 가능한 형태로 변환하여 전달하고, 복수의 가시화 파이프를 이용하여 입력 데이터에 대한 가시화 연산을 수행하며. 복수의 가시화 파이프를 통해 생성된 결과를 수집하여 해당 컴포넌트에서 원하는 형태로 변환하여 반환함으로써, 정형화된 파이프 구조를 사용하여 상호 유연한 연결을 보장할 수 있고, 가시화 도구에 독립적으로 구현 및 관리할 수 있다.Accordingly, the present invention converts input data input from another component in a visualization tool into a form that can be processed and transfers it, and performs a visualization operation on the input data using a plurality of visualization pipes. By collecting the results generated through a plurality of visualization pipes, converting them into a desired form in the corresponding component, and returning them, it is possible to ensure flexible interconnection using a standardized pipe structure, and can be implemented and managed independently of the visualization tools. .

한편, 도 5 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따라 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치를 이용한 가시화 결과 및 구현 결과를 설명하기 위한 도면이다.Meanwhile, FIGS. 5 to 12 are diagrams for explaining visualization results and implementation results using a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool according to an embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 12를 참조하면, 가시화 파이프라인은 기본적인 가시화 기법들을 조합하여 다양한 가시화 작업을 할 수 있도록 하는데, 이는 보다 유연하고 창의적인 가시화 결과를 생성할 수 있음을 의미하는데, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이 ①은 Delta-wing 데이터에서 날개의 표면을 시각화한 것이고, 도 5의 ②, ③ 및 ④는 그 결과 위에 각각 contour 기법, glyph 기법, surface flow 기법을 각각 적용한 결과로서, 사용자는 날개 위에서의 다양한 특징들을 가시화하고 비교할 수 있다.5 to 12, the visualization pipeline enables various visualization tasks by combining basic visualization techniques, which means that a more flexible and creative visualization result can be generated. As shown, ① is the visualization of the surface of the wing in the Delta-wing data, and ②, ③ and ④ of Fig. 5 are the results of applying the contour technique, glyph technique, and surface flow technique respectively on the result. Various features above can be visualized and compared.

마지막으로 도 5의 ⑤는 ②, ③ 및 ④의 결과를 모두 결합하여 만든 이미지를 나타내고 있는데, 그 효용성은 실세계 선박 유동해석 사례연구를 통해 후술하기로 한다.Finally, ⑤ of FIG. 5 shows an image created by combining all the results of ②, ③ and ④, and the utility will be described later through a real world ship flow analysis case study.

상술한 바와 같이 가시화 파이프라인은 또한 이전 단계에서 수행한 가시화 작업을 반복하지 않고 재사용할 수 있게 해주기 때문에 전반적인 가시화 작업 속도를 향상시킬 수 있고, 도 5에 도시한 바와 같이 ②, ③ 및 ④는 모두 ①의 결과를 받아 가시화를 적용한 것으로, ①의 가시화 결과를 재사용하고 가시화 작업 속도를 단축시킬 수 있다.As described above, the visualization pipeline also allows the visualization operation performed in the previous step to be reused without repeating, thereby improving the overall visualization operation speed. As shown in FIG. 5, ②, ③, and ④ are all By receiving the result of ① and applying visualization, the visualization result of ① can be reused and the speed of visualization work can be shortened.

다음에, 본 발명의 실시예에 따른 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치를 GLOVE에 적용하여 32개의 노드를 가지는 컴퓨팅 클러스터(도 6에 도시한 Table 1)에서 구현하여 실험을 진행하였는데, 이하에는 그 구현 사례를 설명하고, 실험결과를 통해 본 발명에서 제안한 가시화 파이프라인의 효용성 및 확장성을 확인하며, 기존 GLOVE와의 비교를 통해 본 발명에서 제안한 가시화 파이프라인 사용의 장점을 설명하기로 한다.Next, an experiment was conducted by applying a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool according to an embodiment of the present invention to GLOVE and implementing it in a computing cluster having 32 nodes (Table 1 shown in FIG. 6). Hereinafter, an implementation case will be described, the effectiveness and scalability of the visualization pipeline proposed in the present invention will be confirmed through the experimental results, and the advantages of using the visualization pipeline proposed in the present invention will be described through comparison with the existing GLOVE. .

첫째, 구현 사례를 설명하면, 정형화된 파이프 구조를 보장하기 위해 pipeBase 클래스를 만들고, 파이프의 기본 동작을 정의하였는데, 모든 파이프들은 하나의 클래스로 구현되며, pipeBase 클래스를 반드시 상속받도록 하였고, 가시화 파이프들의 기본 동작 및 공통 루틴을 정의한 VizPipeBase를 만들고, 모든 가시화 파이프가 상속받오록 하여, 각각의 가시화 파이프의 구현 및 관리를 용이하도록 하였다.First, to explain the implementation case, the pipeBase class was created to ensure a standard pipe structure, and the basic behavior of the pipes was defined. All pipes are implemented as one class, and the pipeBase class must be inherited. VizPipeBase, which defines basic operations and common routines, was created, and all visualization pipes were inherited to facilitate implementation and management of each visualization pipe.

또한, 장벽-가시화 파이프들의 기본 동작을 정의한 VizBarrier-PipeBase 클래스 또한, VizPipeBase 클래스를 상속받아 구현하였으며, 모든 장벽-가시화 파이프들은 VizBarrier-PipeBase를 상속받도록 하였다.In addition, the VizBarrier-PipeBase class, which defines the basic operation of the barrier-visible pipes, is also implemented by inheriting the VizPipeBase class, and all barrier-visible pipes are made to inherit VizBarrier-PipeBase.

아울러, 가시화 엔진으로는 VTK 라이브러리를 활용하였으며, 6개의 기본 가시화 파이프(즉, Clipping, Cutting slice, Extract surface, Iso-surface, Surface display, Surface Flow)와 5개의 장벽-가시화 파이프(즉, Glyph, Glyph over plane, XYZ/IJK line plot, Point probing)를 구현하였는데, 각 파이프 구현은 대략 130 내지 170줄로 간단히 구현할 수 있었고, 이는 본 발명의 실시예에 따른 파이프라인 설계의 간결성을 확인할 수 있다.In addition, the VTK library was used as the visualization engine, and 6 basic visualization pipes (i.e. Clipping, Cutting slice, Extract surface, Iso-surface, Surface display, Surface Flow) and 5 barrier-visible pipes (i.e., Glyph, Glyph over plane, XYZ/IJK line plot, Point probing) was implemented, and each pipe could be implemented simply in approximately 130 to 170 lines, which can confirm the conciseness of the pipeline design according to the embodiment of the present invention.

한편, 인터페이스 파이프로는 데이터 패치 파이프와 결과 수집 파이프를 구현하여 GLOVE 프레임워크와의 통신을 담당하도록 하였고, 두 인터페이스 파이프는 클러스터 내 파이프라인 전체를 관리하는 마스터 노드(master node)에서 동작하며, 각 연산 노드(slave node)들은 각각의 하위 파이프라인을 가질 수 있고, 인터페이스 파이프와 하위 파이프라인은 MPI(Message Passing Interface)를 통해 입출력 데이터를 주고받도록 구현하였으며, 상위 클래스들과 실제 기능을 구현한 인터페이스 및 가시화 파이프들의 관계는 도 7(파이프 구현 클래스 관계도)에 나타낸 바와 같다.Meanwhile, a data patch pipe and a result collection pipe are implemented as interface pipes to take charge of communication with the GLOVE framework.The two interface pipes operate on a master node that manages the entire pipeline in the cluster. Slave nodes can have respective lower pipelines, and interface pipes and lower pipelines are implemented to exchange input/output data through MPI (Message Passing Interface), and interfaces that implement actual functions with upper classes. And the relationship of the visualization pipes is as shown in FIG. 7 (pipe implementation class relationship diagram).

예를 들면, 가시화 파이프라인의 생성 및 관리는 파이프라인 관리자(pipeline manager)가 담당하고, 파이프라인 관리자는 사용자의 요청을 해석하고 각 연산 노드에 하위 파이프라인을 실시간으로 생성할 수 있으며, 하위 가시화 파이프라인을 마스터 노드의 인터페이스 파이프에 연결해줌으로써, 클러스터 기반 가시화 파이프라인을 완선할 수 있고, 연산을 마친 가시화 파이프라인은 파이프라인 관리자에 의해 수고된 후 소멸될 수 있다.For example, the pipeline manager is responsible for the creation and management of the visualization pipeline, and the pipeline manager can interpret user requests and create sub-pipelines in each computational node in real time, and sub-visualization. By connecting the pipeline to the interface pipe of the master node, the cluster-based visualization pipeline can be completed, and the visualization pipeline that has been computed can be destroyed after work is done by the pipeline manager.

여기에서, 인터페이스 파이프들 및 파이프라인 관리자의 구현은 GLOVE에 종속성을 가지지만 가시화 파이프들은 독립적으로 구현할 수 있으며, 다른 가시화 프레임워크들에 손쉽게 이식될 수 있는 구조를 가질 수 있다.Here, the implementation of the interface pipes and the pipeline manager has a dependency on GLOVE, but the visualization pipes can be independently implemented and have a structure that can be easily ported to other visualization frameworks.

둘째, 구현 사례에 대한 결과 및 분석을 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치의 성능 및 효용성을 검증하기 위해 크게 두 종류의 실험을 수행하였는데, 그 하나는 클러스터 기반 가시화 파이프라인의 안정성 및 확장성을 확인하기 위한 실험으로, Reactor와 Ship(KCS) 데이터(도 8의 Table 2 The information of benchmarks)에 대해 다양한 조합의 가시화 연산을 적용하는 방법으로 진행하였다.Second, when explaining the results and analysis of the implementation case, two types of experiments were largely performed to verify the performance and effectiveness of the visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool according to an embodiment of the present invention. Is an experiment to confirm the stability and scalability of the cluster-based visualization pipeline, and was conducted by applying various combinations of visualization operations to Reactor and Ship (KCS) data (Table 2 The information of benchmarks in FIG. 8). .

예를 들면, 도 1은 원자로(Reactor 데이터) 내부 유동을 확인하기 위해, clippping 파이프로 원자로 데이터를 반으로 자른 후, glyph 파이프를 적용한 결과인데, 도 9의 (e)와 (f)는 선박(Ship(KCS) 데이터)의 추진기에서 발생하는 유동을 확인하기 위해 iso-surface 파이프를 적용하고, 선박 부분에 생성된 노이즈를 제거하기 위해 clipping 파이프를 적용한 결과를 나타낸다.For example, FIG. 1 is a result of applying a glyph pipe after cutting the reactor data in half with a clippping pipe in order to check the flow inside the reactor (reactor data). Ship (KCS) data) shows the result of applying the iso-surface pipe to check the flow generated by the propeller and applying the clipping pipe to remove the noise generated in the ship part.

이러한 결과들에서 나타낸 바와 같이 본 발명의 가시화 파이프라인은 단일 가시화 연산 및 다양한 조합의 가시화 연산을 성공적으로 수행할 수 있음을 알 수 있으며, 본 발명에서는 연산 노드 수를 1에서 32까지 증가시키면서 가시화 결과 및 처리시간을 확인한 결과, 도 10에 도시한 바와 같이 노드 수의 증가에 따라 지속적으로 처리시간이 감소함을 확인할 수 있었다. 즉, 본 발명에서 제안한 가시화 파이프라인의 안정성 및 확장성이 현저하게 향상되었음을 확인할 수 있다.As shown from these results, it can be seen that the visualization pipeline of the present invention can successfully perform a single visualization operation and various combinations of visualization operations.In the present invention, the visualization result is increased while increasing the number of operation nodes from 1 to 32. And as a result of checking the processing time, it was confirmed that the processing time continuously decreased as the number of nodes increased, as shown in FIG. 10. That is, it can be seen that the stability and scalability of the visualization pipeline proposed in the present invention have been remarkably improved.

한편, 다른 하나의 실험은 기존의 GLOVE와 본 발명의 실시예에 따른 가시화 파이프라인 기능이 추가된 GLOVE의 성능 비교인데, 기존의 GLOVE에서는 가시화 파이프라인과 같이 기 생성된 가시화 결과를 대상으로 새로운 가시화 작업을 수행하는 기능을 직접적으로 제공하지 못했기 때문에 한번 가시화된 결과를 파일로 출력한 후 그 파일을 읽은 다음 가시화 연산을 적용하는 방법으로 요구되는 가시화 작업을 수행하였다.On the other hand, another experiment is a performance comparison between the existing GLOVE and the GLOVE to which the visualization pipeline function according to the embodiment of the present invention is added.In the existing GLOVE, a new visualization is performed on the previously generated visualization result like the visualization pipeline. Since the function to perform the task was not provided directly, the required visualization was performed by outputting the visualized result to a file, reading the file, and then applying the visualization operation.

이러한 실험에서는 Deltawing과 Rotor 데이터(도 8의 Table 2 The information of benchmarks)를 사용하여 진행하였는데, Deltawing에 대해서는 surface display 파이프에 도 5에 도시한 바와 같이 contour, glyph, surface flow 등을 수행한 결과를 측정하였으며, Rotor 데이터는 도 11에 도시한 바와 같이 cutting slice 파이프에 contour, glyph을 수행한 결과와 clipping 파이프에 glyph을 수행한 결과를 측정하였다.In this experiment, Deltawing and Rotor data (Table 2 The information of benchmarks in FIG. 8) were used. For Deltawing, the result of performing contour, glyph, surface flow, etc. as shown in FIG. 5 on a surface display pipe is displayed. As for the rotor data, as shown in FIG. 11, the result of performing contour and glyph on the cutting slice pipe and the result of performing glyph on the clipping pipe were measured.

도 12는 본 발명의 가시화 파이프라인과 수정된 GLOVE가 동일한 가시화 연산 조합을 처리하는데 걸리는 가시화 연산 시간을 나타내는데, 본 발명의 가시화 파이프라인은 종래 GLOVE에 대비하여 평균 3.84배 높은 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있다.12 shows the visualization operation time taken for the visualization pipeline of the present invention and the modified GLOVE to process the same combination of visualization operations.It can be seen that the visualization pipeline of the present invention exhibits an average of 3.84 times higher performance than the conventional GLOVE. have.

구체적으로, 파이프를 통해 전달되는 중간 데이터의 크기가 상대적으로 큰 Rotor 데이터의 Clipping+Glyph 연산의 경우 대략 7.72배의 성능 차이를 나타내고 있는데, 이는 파이프라인을 사용함으로써, 중간 결과를 저장하고, 다시 읽는 시간을 줄일 수 있었기 때문에 얻어진 결과로서, 본 발명의 가시화 파이프라인을 사용할 경우의 장점을 명확하게 확인할 수 있다.Specifically, in the case of the Clipping+Glyph operation of Rotor data where the size of the intermediate data transmitted through the pipe is relatively large, the performance difference is approximately 7.72 times, which is, by using the pipeline, the intermediate result is stored and read again. As a result obtained because time could be reduced, the advantages of using the visualization pipeline of the present invention can be clearly confirmed.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치의 효용성을 도 9를 참조하여 설명하면, 본 발명의 가시화 파이프라인의 효용성을 추가적으로 검증하기 위해서 실제 대용량 선박 유동해석 데이터(도 8의 Table 2 The information of benchmarks)를 대상으로 사례 연구를 수행하였는데, Ship(KCS) 데이터는 총 73개 블록으로 구성된 멀티블록 정렬 격자 데이터로, 총 654개 타임스텝, 총 5.6TB 크기(8.64GB/타임스텝)를 가지는 거대 용량의 데이터이다.Meanwhile, referring to FIG. 9, the utility of the visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9, in order to additionally verify the effectiveness of the visualization pipeline of the present invention, actual large-capacity vessel flow analysis data A case study was conducted for (Table 2 The information of benchmarks in Fig. 8), and Ship (KCS) data is multi-block alignment grid data composed of a total of 73 blocks, for a total of 654 time steps, and a total size of 5.6 TB ( It is a huge amount of data with 8.64GB/timestep).

이 사례 연구에서는 선박 표면에서의 유동의 방향과 선박 꼬리 부분의 프로펠러에서 생성되는 후류의 와류(vortex)를 가시화하고자 하였는데, 선박 표면에서의 유동을 표출하기 위해 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이 선박의 표면을 시각화한 후에, (b) 및 (c)와 같이 LIC(Line Integral Convolution) 기반의 surface flow와 vector glyph을 이용해서 해당 표면에서의 유동의 흐름을 가시화하였다. 이러한 가시화 기능은 파이프라인을 지원하지 않는 종래의 GLOVE에서는 수행하지 못한 기능이다.In this case study, we tried to visualize the direction of the flow on the surface of the ship and the vortex of the wake generated by the propeller at the tail of the ship. After visualizing the surface of the ship, as shown in (b) and (c), the flow of the flow on the surface was visualized using the LIC (Line Integral Convolution)-based surface flow and vector glyph. This visualization function is a function that cannot be performed in the conventional GLOVE, which does not support pipelines.

이를 통해 그림 9의 (d)에 도시한 바와 같이 전반적으로 선박 표면에서의 유동의 흐름이 균일하게 앞에서 뒤를 따라 흐르지만, 선박 뒤쪽의 프로펠러 부근의 유동이 매우 불안정한 것을 확인할 수 있었다.Through this, as shown in Fig. 9(d), it was confirmed that the flow of the flow on the surface of the ship was uniformly flowing from front to back, but the flow near the propeller behind the ship was very unstable.

또한, Glyph의 색깔을 나선도(helicity)로 도시한 결과, 적색과 청색이 혼재되어 배치되었는데, 이는 반대 방향으로 회전하는 유동이 서로 섞여있는 것을 의미한다.In addition, as a result of plotting the colors of the glyphs as a helicity, red and blue are mixed and arranged, which means that the flows rotating in opposite directions are mixed with each other.

이러한 해당 영역의 유동의 흐름을 보다 명확히 관찰하기 위해 프로펠러 부근의 유동의 흐름을 가시화하고자 하였는데, 우선 도 9의 (e)와 (f)에 도시한 바와 같이 유동 전체에 대해 Q-criteria를 이용한 등가면(iso-surface)을 추출하였다. 여기에서, Q-criteria는 대표적인 와류 추출 기법 중 하나로 매우 효과적으로 와류 영역을 추출할 수 있다.In order to more clearly observe the flow of the flow in the relevant region, it was attempted to visualize the flow of the flow in the vicinity of the propeller. The iso-surface was extracted. Here, Q-criteria is one of the representative vortex extraction techniques and can extract the eddy current region very effectively.

그 결과, 도 9의 (e)에서와 같이 Q값 100-1000 사이에서 와류의 흐름이 잘 포착되는 것을 확인할 수 있었지만, 전체 데이터를 대상으로 한 등가면 추출 결과는 많은 노이즈를 포함하는 문제가 있었으며, 이를 개선하기 위해 iso-surface 파이프에 추가적인 box clip 파이프를 연결하여 노이즈를 제거하여 도 9의 (f)에 도시한 바와 같이 보다 좋은 품질의 영상을 확보할 수 있었다.As a result, it was confirmed that the flow of the eddy current was well captured between the Q value 100-1000 as in (e) of FIG. 9, but there was a problem that the result of extracting the equivalent plane for all data included a lot of noise. In order to improve this, an additional box clip pipe was connected to the iso-surface pipe to remove noise, so that a better quality image could be secured as shown in (f) of FIG. 9.

또한, 해당 와류 영역에서의 유동의 방향을 보다 명확하게 가시화하기 위해 해당 영역에서의 glyph의 방향을 시각화하였는데, 우선 전체 유동 영역에 대해 glyph 시각화 한 결과 도 9의 (g)에 도시한 바와 같이 너무 많은 glyph으로 인해 유동의 방향을 확인하기 어려웠고, 이 문제를 해결하기 위해 도 9의 (e)에서 확인한 와류 영역을 중심으로 glyph 파이프에 box clip 파이프를 연결하여 가시화했으며, 그 결과 도 9의 (h)와 같이 보다 정리된 glyph 가시화 결과를 얻을 수 있었다.In addition, in order to more clearly visualize the direction of the flow in the corresponding vortex region, the direction of the glyph in the corresponding region was visualized. First, as a result of glyph visualization for the entire flow region, as shown in (g) of FIG. It was difficult to check the direction of flow due to many glyphs, and in order to solve this problem, a box clip pipe was connected to the glyph pipe around the vortex region identified in (e) of FIG. 9 to visualize it. As a result, (h) of FIG. ), a more organized glyph visualization result was obtained.

그러나, 여전히 glyph 오브젝트들이 서로 겹쳐서 서로 가리는 문제가 확인되어, 해당 문제를 해결하기 위해 도 9의 (h)에 도시한 바와 같이 결과에 Slice 파이프를 추가하고, 단면 별로 glyph의 방향을 확인할 수 있도록 하여 도 9의 (i)와 같은 향상된 결과 영상을 얻을 수 있었다.However, it is still confirmed that the glyph objects overlap each other and cover each other. In order to solve the problem, a Slice pipe is added to the result as shown in (h) of FIG. 9, and the direction of the glyph for each section can be checked. An improved result image as shown in (i) of FIG. 9 was obtained.

상술한 바와 같이 가시화 파이프라인 기능이 없는 종래의 GLOVE에서는 수행하기 힘든 본 발명의 가시화 파이프라인을 활용한 가시화 작업을 통해 선박 유동해석 데이터에서 프로펠러로 인해 발생되는 와류 특징을 시각화 및 분석할 수 있었다.As described above, through the visualization operation using the visualization pipeline of the present invention, which is difficult to perform in the conventional GLOVE without the visualization pipeline function, it was possible to visualize and analyze the vortex characteristics generated by the propeller in the ship flow analysis data.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 파이프라인이 각각의 가시화 기법을 표현하는 가시화 파이프들로 구성되며, 가시화 파이프들은 정형화된 파이프 구조를 사용함으로써, 상호 유연한 연결을 보장할 수 있다.As described above, in the present invention, the pipeline is composed of visualization pipes representing respective visualization techniques, and the visualization pipes use a standardized pipe structure, thereby ensuring mutually flexible connection.

또한, 본 발명에서는 파이프라인을 사용하는 가시화 도구와 통신을 전달하는 특수 파이프(즉, 인터페이스 파이프)를 사용함으로써, 가시화 도구에 독립적으로 구현 및 관리할 수 있는 장점이 있다.In addition, in the present invention, by using a visualization tool using a pipeline and a special pipe (ie, an interface pipe) that transmits communication, there is an advantage that the visualization tool can be independently implemented and managed.

아울러, 본 발명에서 가시화 파이프라인은 인터페이스 파이프들을 제외한 하위 파이프라인을 각 연산 노드에 배치하고, 이들을 마스터 노드에 있는 인터페이스 파이프에 연결함으로써, 클러스터 기반 가시화 파이프라인으로 간단히 확장시킬 수 있다.In addition, in the present invention, the visualization pipeline can be easily extended to a cluster-based visualization pipeline by arranging sub-pipelines excluding interface pipes in each computational node and connecting them to the interface pipes in the master node.

또한, 본 발명에서는 파이프라인이 사용자의 가시화 요청을 처리할 수 있는 파이프의 조합으로 실시간으로 생성될 수 있다.In addition, in the present invention, a pipeline may be created in real time as a combination of pipes capable of processing a user's visualization request.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.In the above description, various embodiments of the present invention have been presented and described, but the present invention is not necessarily limited thereto, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, within the scope of the technical spirit of the present invention. It will be easy to see that branch substitutions, modifications and changes are possible.

100 : 데이터 패치 파이프
200/1-200/m : 복수의 가시화 파이프라인
210/1-210/n : 복수의 가시화 파이프
211 : 전처리부
212 : 파이프 몸통부
213 : 후처리부
300 : 결과 수집 파이프
100: data patch pipe
200/1-200/m: Multiple visualization pipelines
210/1-210/n: Multiple visualization pipes
211: pre-treatment unit
212: pipe body
213: post-processing unit
300: result collection pipe

Claims (12)

가시화 도구 내 다른 컴포넌트에서 입력되는 입력 데이터를 처리 가능한 형태로 변환하여 전달하는 데이터 패치 파이프와,
각각 복수의 가시화 파이프를 이용하여 상기 입력 데이터에 대한 가시화 연산을 수행하는 복수의 가시화 파이프라인과,
상기 복수의 가시화 파이프를 통해 생성된 결과를 수집하여 상기 다른 컴포넌트에서 원하는 형태로 변환하여 반환하는 결과 수집 파이프
를 포함하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치.
A data patch pipe that converts input data input from other components in the visualization tool into a form that can be processed and delivers it;
A plurality of visualization pipelines each performing a visualization operation on the input data using a plurality of visualization pipes,
A result collection pipe that collects the result generated through the plurality of visualization pipes, converts the result into a desired form in the other component, and returns it
A visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 가시화 파이프는, 각각
상기 가시화 파이프를 각각 초기화하여 상기 가시화 연산을 준비하는 전처리부와,
선행 가시화 파이프에 처리할 데이터를 요청하여 상기 처리할 데이터에 대한 상기 가시화 연산을 수행하는 파이프 몸통부와,
상기 가시화 연산을 완료하여 결과 데이터를 생성하는 후처리부
를 포함하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치.
The method of claim 1,
Each of the plurality of visualization pipes
A preprocessor for initializing each of the visualization pipes to prepare the visualization operation,
A pipe body that requests data to be processed from a preceding visualization pipe to perform the visualization operation on the data to be processed;
Post-processing unit for generating result data by completing the visualization operation
A visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool comprising a.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 가시화 파이프는, 마지막 가시화 파이프부터 역순으로 연결되며, 상기 가시화 파이프가 연결될 경우 상기 가시화 연산을 위해 필요한 연산 정보를 누적하여 상기 선행 가시화 파이프로 전달하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치.
The method of claim 2,
The plurality of visualization pipes are connected in reverse order from the last visualization pipe, and when the visualization pipe is connected, a visualization pipeline for a cluster-based scientific visualization tool that accumulates computational information necessary for the visualization operation and transfers it to the preceding visualization pipe. Device.
제 3 항에 있어서,
상기 데이터 패치 파이프는, 상기 복수의 가시화 파이프라인의 각 첫 번째 가시화 파이프에 종속적으로 초기화되는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치.
The method of claim 3,
The data patch pipe is a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool that is initialized dependently on each first visualization pipe of the plurality of visualization pipelines.
제 4 항에 있어서,
상기 데이터 패치 파이프는, 상기 연산 정보와 상기 첫 번째 가시화 파이프에 입력되는 입력 데이터 형식을 기반으로 상기 다른 컴포넌트에서 입력될 상기 입력 데이터와 변환 방식을 결정하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치.
The method of claim 4,
The data patch pipe is a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool that determines the input data to be input from the other component and a conversion method based on the operation information and an input data format input to the first visualization pipe. .
제 5 항에 있어서,
상기 결과 수집 파이프는, 다음 처리 데이터를 앞단의 가시화 파이프로 요청하고, 상기 앞단의 가시화 파이프로 각각 전파되어 상기 데이터 패치 파이프로 전달되는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치.
The method of claim 5,
The result collection pipe is a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool that requests next processed data to a visualization pipe at a front end, is propagated to the visualization pipe at the front end, and is transmitted to the data patch pipe.
제 6 항에 있어서,
상기 결과 수집 파이프는, 상기 복수의 가시화 파이프라인에 구비되는 각각의 마지막 가시화 파이프에 종속적으로 초기화되어, 최종 결과물 생성 방식을 결정하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치.
The method of claim 6,
The result collection pipe is a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool that is subordinately initialized to each of the last visualization pipes provided in the plurality of visualization pipelines to determine a final result generation method.
결과 수집 파이프에서 다음 처리 데이터를 앞단의 가시화 파이프로 요청하는 단계와,
상기 앞단의 가시화 파이프로 각각 전파되어 상기 데이터 패치 파이프로 데이터 요청이 전달되는 단계와,
상기 데이터 패치 파이프에서 가시화 도구 내 다른 컴포넌트에서 입력되는 입력 데이터를 처리 가능한 형태로 변환하여 전달하는 단계와,
복수의 가시화 파이프라인에서 각각 복수의 가시화 파이프를 이용하여 상기 입력 데이터에 대한 가시화 연산을 수행하는 단계와,
상기 결과 수집 파이프에서 상기 복수의 가시화 파이프를 통해 생성된 결과를 수집하여 상기 다른 컴포넌트에서 원하는 형태로 변환하여 반환하는 단계
를 포함하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치의 가시화 방법.
The step of requesting the next processing data from the result collection pipe to the preceding visualization pipe, and
Transmitting a data request to the data patch pipe by being propagated to each of the visualization pipes at the front end;
Converting input data input from another component in a visualization tool in the data patch pipe into a form that can be processed and transmitting it,
Performing a visualization operation on the input data using a plurality of visualization pipes, respectively, in a plurality of visualization pipelines; and
Collecting the results generated through the plurality of visualization pipes in the result collection pipe, converting the result into a desired form in the other component, and returning it.
Visualization method of a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool comprising a.
제 8 항에 있어서,
상기 복수의 가시화 파이프는, 마지막 가시화 파이프부터 역순으로 연결되며, 상기 가시화 파이프가 연결될 경우 상기 가시화 연산을 위해 필요한 연산 정보를 누적하여 상기 선행 가시화 파이프로 전달하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치의 가시화 방법.
The method of claim 8,
The plurality of visualization pipes are connected in reverse order from the last visualization pipe, and when the visualization pipe is connected, a visualization pipeline for a cluster-based scientific visualization tool that accumulates computational information necessary for the visualization operation and transfers it to the preceding visualization pipe. How to visualize the device.
제 9 항에 있어서,
상기 데이터 패치 파이프는, 상기 복수의 가시화 파이프라인의 각 첫 번째 가시화 파이프에 종속적으로 초기화되는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치의 가시화 방법.
The method of claim 9,
The visualization method of a visualization pipeline apparatus for a cluster-based scientific visualization tool in which the data patch pipe is initialized dependently on each first visualization pipe of the plurality of visualization pipelines.
제 10 항에 있어서,
상기 데이터 패치 파이프는, 상기 연산 정보와 상기 첫 번째 가시화 파이프에 입력되는 입력 데이터 형식을 기반으로 상기 다른 컴포넌트에서 입력될 상기 입력 데이터와 변환 방식을 결정하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치의 가시화 방법.
The method of claim 10,
The data patch pipe is a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool that determines the input data to be input from the other component and a conversion method based on the operation information and an input data format input to the first visualization pipe. Visualization method.
제 11 항에 있어서,
상기 결과 수집 파이프는, 상기 복수의 가시화 파이프라인에 구비되는 각각의 마지막 가시화 파이프에 종속적으로 초기화되어, 최종 결과물 생성 방식을 결정하는 클러스터 기반 과학적 가시화 도구를 위한 가시화 파이프라인 장치의 가시화 방법.
The method of claim 11,
The result collection pipe is initialized dependently on each of the last visualization pipes provided in the plurality of visualization pipelines, and a visualization method of a visualization pipeline device for a cluster-based scientific visualization tool to determine a final result generation method.
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