A Ray-Tracing Algorithm Based On Processor Farm Model

프로세서 farm 모델을 이용한 광추적 알고리듬

The ray tracing method, which is one of many photorealistic rendering techniques, requires heavy computational processing to synthesize images. Parallel processing can be used to reduce the computational processing time. A parallel algorithm for the ray tracing has been implemented and executed for various images on transputer systems. In order to develop a scalable parallel algorithm, a processor farming technique has been exploited. Since each image is divided and distributed to each farming processor, the scalability of the parallel system and load balancing are achieved naturally in the proposed algorithm. Efficiency of the parallel algorithm is obtained up to 95% for nine processors. However, the best size of a distributed task is much higher in simple images due to less computational requirement for every pixel. Efficiency degradation is observed for large granularity tasks because of load unbalancing caused by the large task. Overall, transputer systems behave as good scalable parallel processing system with respect to the cost-performance ratio.

광추적표현(ray tracing rendering) 기법은 컴퓨터를 이용하여 현실감 있는 영상을 얻기 위한 음영처리 방법의 하나로 오랜 컴퓨터 처리시간을 필요로 한다. 병렬처리 기법을 적용함으로서 컴퓨터 처리시간을 효과적으로 줄일 수 있어, 본 논문에서는 광추적 기법을 위한 병렬 알고리듬을 구현하고 트랜스퓨터시스템 상에서 실험하였다. 또한 알고리듬의 확장성과 부하균형을 위하여 프로세서 farm 모델을 응용하였다. 전체의 영상을 균일한 크기로 분할하고 각각의 프로세서 farm에 분배하는 방식을 사용하였기 때문에 제안된 알고리듬에서는 병렬시스템의 확장성과 부하의 균형문제를 자연스럽게 해결하였다. 구현된 병렬 알고리듬은 가변의 일꾼을 가지는 트랜스퓨터에서 실행하였으며 효율은 9개의 프로세서를 사용하였을 때 65% 이상으로 나타났다. 가장 우수한 성능을 가지는 경우는 작업의 분할 크기가 256~1024개의 화소를 가질 때인 것으로 측정되었다. 이와 같은 높은 효율과 우수한 확장성 이외에도 트랜스퓨터시스템이 지니고 있는 가격 대 성능비의 우수성으로 인하여, 트랜스퓨터는 확장성 있는 병렬시스템으로 적합한 것을 알 수 있다.