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Uno dei settori di interesse per il progetto TDM è lo sviluppo di tecnologie abilitanti per la simulazione fluidodinamica a scala urbana

In questo campo, le simulazioni computazionali possono essere utilizzate per studiare il microclima urbano a diverse scale spaziali, che vanno dalla mesoscala meteorologica alla microscala meteorologica fino alla scala dell'edificio e quella dell'ambiente interno.

Per poter catturare effetti importanti, ad esempio le turbolenze, le simulazione devono essere effettuate ad alta risuluzione. Pertanto, è abbastanza comune avere simulazioni "TeraScale" che generano volumi scalari o vettoriali variabili nel tempo con migliaia di timesteps, ciascuno di miliardi di voxel.

Al fine di permettere lo stoccaggio e l'utilizzo efficace di queste simulazioni, in particolare per l'esplorazione visuale dinamica, il progetto TDM ha ideato e sviluppato nuovi metodi basati sulla codifica sparsa per la compressione estrema e la decompressione in tempo reale di grandi stream di volumi in un formato facile da decodificare in real-time su GPU, sia per il playback che per l'accesso random.

Questi metodi sono risultati allo stato dell'arte in tutti i benchmark dedicati alla decodifica real-time di grandi volumi [6].

I metodi e i benchmark sono descritti nelle pubblicazioni qui citate [1][2][3] e nei deliverable di progetto [4][5][6].

Il codec sviluppato, denominato MTV (Massive Time-varying Volume codec), è stato rilasciato in open source, ed è disponibile nella repository GitHub del progetto all'indirizzo https://github.com/tdm-project/tdm-sparse-coding.

Esempio di interazione su grande schermo con un dataset da CFD urbana a partire da dati compressi e decompressi col codec TDM. L'utente interagisce con i risultati di una simulazione del campo di vorticosità intorno agli edifici a scala urbana e utilizza una lente per analizzare il trasporto di inquinanti (Cagliari, Italia - situazione di scirocco).
Sequenza interattiva di esplorazione spazio-temporale del campo di vorticosità intorno agli edifici e del trasporto di inquinanti a scala urbana, utilizzando il codec TDM (Shinjuku, Giappone - dati forniti dall'Architectural Institute of Japan e Cagliari, Italia, elaborazioni CRS4 - dati a fini di esempio). L'utente ha la possibilità di interagire attraverso una lente che rende possibile visualizzare al suo interno un altro campo volumetrico, in questo caso un inquinante trasportato dal vento, mentre all'esterno della lente resta visibile il contesto del campo di vorticosità.

Referenze bibliografiche

[1] Jose Díaz, Fabio Marton, and Enrico Gobbetti. Interactive Spatio-Temporal Exploration of Massive Time-Varying Rectilinear Scalar Volumes based on a Variable Bit-Rate Sparse Representation over Learned Dictionaries. Computers & Graphics, 88: 45-56, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cag.2020.03.002.

[2] Jose Díaz, Fabio Marton, and Enrico Gobbetti. MTV-Player: Interactive Spatio-Temporal Exploration of Compressed Large-Scale Time-Varying Rectilinar Scalar Volumes. In Proc. Smart Tools and Apps for Graphics. Pages 1-10, November 2019. DOI: https://doi.org/10.2312/stag.20191358. Best paper award

[3] Fabio Marton, Marco Agus, and Enrico Gobbetti. A framework for GPU-accelerated exploration of massive time-varying rectilinear scalar volumes. Computer Graphics Forum, 38(3): 53-66, 2019. DOI: https://doi.org/10.1111/cgf.13671.

[4] Enrico Gobbetti, et al. Tecnologie per la visualizzazione Scalabile. Progetto TDM Deliverable D6.3, Settembre 2022. URL: https://www.tdm-project.it/risultati/deliverables-pubblici/

[5] Enrico Gobbetti, et al. Tecnologie per la visualizzazione Scalabile (versione intermedia). Progetto TDM Deliverable D6.2, Giugno 2021. URL: https://www.tdm-project.it/risultati/deliverables-pubblici/

[6] Enrico Gobbetti, et al. Tecnologie per la visualizzazione Scalabile (versione intermedia). Progetto TDM Deliverable D6.1, Giugno 2020. URL: https://www.tdm-project.it/risultati/deliverables-pubblici/