A VR in-situ steering framework using particle-based visualization

粒子ベース可視化を用いたVR In-Situ制御フレームワーク

河村 拓馬 ; 下村 和也 ; 井戸村 泰宏   

Kawamura, Takuma; Shimomura, Kazuya; Idomura, Yasuhiro

本論文では、計算流体力学におけるシミュレーションを対象として、VR IS-PBVRと呼ぶ仮想現実(VR)ベースのIn-situ制御フレームワークを提案する。本フレームワークにより、ユーザはスーパーコンピュータ上でシミュレーションが実行されている間に、その結果を没入型のVR環境で観察し、可視化結果に基づいてシミュレーション条件を対話的に調整することが可能となる。VR IS-PBVRでは、圧縮された可視化用粒子とファイルベースの通信を駆使することでシミュレーションの実行を妨げることなくIn-situ制御が可能である。更にVR IS-PBVRのベースとなっている可視化ライブラリKVSをOpenXRで拡張することで、汎用的なヘッドマウントディスプレイで動作する実装を実現した。本フレームワークの有効性は、OpenFOAMを用いた都市風況シミュレーションを通じて示されている。この例により、没入型VR可視化と対話的なステアリングを組み合わせることで、シミュレーション実行中の挙動をより直感的に理解・解析できることを示している。

This paper proposes a virtual reality (VR)-based in-situ control framework called VR IS-PBVR for simulations in computational fluid dynamics. This framework enables users to observe simulation results in an immersive VR environment while the simulation runs on a supercomputer and interactively adjust simulation conditions based on the visualization results. VR IS-PBVR enables in-situ control without disrupting simulation execution by utilizing compressed visualization particles and file-based communication. Furthermore, by extending the KVS visualization library, which forms the basis of VR IS-PBVR, with OpenXR, we achieved an implementation compatible with general-purpose head-mounted displays. The effectiveness of this framework is demonstrated through an urban wind simulation using OpenFOAM. This example shows that combining immersive VR visualization with interactive steering enables more intuitive understanding and analysis of behavior during simulation execution.