3D VisualisierungssoftwareDas Klimasystem wird in Klimamodellen auf dreidimensionalen Rechengittern dargestellt. Je feiner das Rechengitter dabei ist, um so realistischer lassen sich viele wichtige Klimaprozesse erfassen. Typische Ergebnisdatensätze von Klimamodellen sind dreidimensional, multivariat und zeitabhängig. Durch die heute oft eingesetzte Technik der Ensemble-Simulationen, die durch mehrfache Durchführung einer Modellrechnung bei jeweils leicht veränderten Startbedingungen die natürliche Klimavariabilität abbildet, vervielfacht sich zudem der Umfang der Ergebnisdaten. Ohne moderne Dananalyse- und Visualisierungswerkzeuge lassen sich die resultierenden riesigen komplexen Datenmengen heute kaum noch auswerten.

Dienste:

Um die interaktive Arbeit mit den Modelldaten zu erleichtern, bietet das DKRZ seinen Nutzern:

  • Leistungsfähige GPU-Knoten als Teil des Hochleistungsrechners
  • Visualisierung am eigenen Arbeitsplatz über netzwerkbasiertes 3D-Rendering
  • fachspezifische Datenvisualisierungssoftware
  • entsprechende fachliche Beratung und Unterstützung bei der Lösung von Visualisierungsproblemen (siehe Ansprechpartner unten).
  • Hands-On Tutorial-Kurse

GPU-Knoten des Supercomputers MistralGPU-Knoten

GPUs (engl.: "graphics processing unit") sind spezielle Graphikprozessoren, die ursprünglich für die Darstellung berechneter Bildinhalte entwickelt wurden. Heutige GPUs sind durch einen hohen Parallelisierungsgrad extrem leistungsfähige Spezialprozessoren, die ebenfalls für die flüssige Darstellung komplexer 3D-Szenen eingesetzt werden, aber auch für "Maschinelles Lernen" oder um aufwändige Simulationscodes besonders schnell auszuführen (GPGPU-Anwendungen).

Die GPU-Partition unseres Hochleistungsrechnersystems wird aktuell insbesondere für die interaktive visuelle Analyse von umfangreichen zeitabhängigen 3D-Modelldaten sowie für Anwendungen des Maschinellen Lernens in der Klimaforschung ausgelegt. Diese "GPU-Partition" ist mit High-End NVidia-GPUs und - verglichen mit den Rechenknoten - besseren Hauptspeicherausbau besonders gut für die interaktive visuelle Datenanalyse geeignet. Die direkte Anbindung an das parallele Dateisystem erspart zudem unnötige Datei-Transfers.

Durch die Kombination leistungsfähiger GPUs und einer netzwerkbasierten 3D-Rendering-Technologie kann das System dezentral, d.h. von den Arbeitsplätzen der DKRZ-Nutzer aus, genutzt werden.

Visualisierungssoftware

ParaView ist ein frei verfügbares 3D-Visualisierungssystem, das neben der Möglichkeit, verschiedene Klimagrößen gleichzeitig interaktiv zu visualisieren, auch die explorative Visualisierung von Beziehungen zwischen unterschiedlichen Größen unterstützt.

Vapor

Met.3D ist ein Open-Source Visualisierungstool für die interaktive 3D-Visualisierung von Ensemble-Wettervorhersagen und vergleichbaren Atmosphären-Datensätzen.

Zur Datenanalyse stehen auf dem System ebenfalls weitere nichtkommerzielle Processing- und 2D-Visualisierungslösungen speziell für Klimadaten wie NCL oder CDO sowie Python-basierte Visualisierungsbibliotheken zur Verfügung.

Ansprechpartner

Beispiele

Unsere Galerie bietet u.a. Beispielbilder und Animationen zum Thema Visualisierung von Klimamodelldaten.