2D-/3D-Graphik Workstations. Am Beispiel Max-Planck-Institut für Biochemie, München

Transkript

1 2D-/3D-Graphik Workstations Am Beispiel Max-Planck-Institut für Biochemie, München Dr. Harald Lehnert Dr. Bernhard Busch

2 BLW EDV-Consulting GmbH Umfassende Dienstleistungen in den Bereichen Server und zentrale Dienste IT Security Netzwerkdienste Web Server Samba Server Windows Serverdienste für W2K/XP/.NET 3D-Stereo- und 2D-Graphik- Workstations Ein Team aus erfahrenen Systemadministratoren (Unix und Windows)!

3 Motivation 1 Anwendung: Design Automobilbau, Flugzeugbau (b) a b Architektur Baukonstruktion, Städteplanung, virtual Reality Maschinenbau Fabrikationsstraßen, Automation Medizin Virtueller Patient Biologie, Chemie Proteine, Zellstrukturen, Molekül- und Drugdesign Physik Strömungsmechanik, Astrophysik, Festkörperphysik

4 Motivation 2 Verständnis der fundamentalen zellulären Elemente Nukleinsäuren als Träger der genetischen Information Zellorganellen und Membranen Aufbau und Funktion Viren, Onkogene, Archaebakterien, höhere Zellen und ganze Organismen Zell-Zell-Interaktionen Zellteilung Zellwachstum und differenzierung Genregulation Signalübertragung durch Nerven Photosynthese Evolution und Krebs Proteine und Peptide als Strukturelemente der dreidimensionalen Organisation der Zelle Faltung und Funktion Flagellated polar caps 3D reconstructed images of tricorn, proteasome and VAT BRUCE localizes to the trans-golgi network MPI Biochemie

5 Motivation 3 Proteine und Peptide: Struktur Funktion - Drugdesign 1. Röntgen-, Elektronen- und Neutronenbeugungsexperimente 2. Ergeben mittels Rietveldverfeinerungen Elektronen- bzw. Kerndichten 3. Vergleichen der Dichten mit vorwärtsgerechneten Modelldichten 4. Iteratives Anpassen des Modells an tatsächlich gemessene Werte (3D) 5. Aus der so gefundenen Struktur Identifizierung der aktiven Gruppen(3D) 6. Aus Eigenschaften der aktiven Gruppen, Eigenschaften des Enzyms 7. Entwicklung neuer Enzyme, Medikamente (3D) Vernünftiges Arbeiten nur mit 3D Darstellung Möglich hexadecameric thermosome complex Heat shock locus V DMSO reductase MPI Biochemie, Abt. Strukturforschung => monatelanges Arbeiten an 3D-Arbeitsplatz!

6 Todo Neue 2D-Graphikarbeitsplätze größtmögliche Auflösung Austausch der alten 3D-Graphikworkstation Echtes 3D mit Shutterbrillen Unterstützung der Dialboxen In beiden Fällen Ergonomisch hochwertige Arbeitsplätze Gutes Preis-Leistungsverhältnis, hohe Performanz

7 2D-Dualhead-Graphik Workstation Linux Dual AMD Athlon, IBM T210, 2001 Rechner Linux SuSE 8.0 Kernel XFree , ATI Xserver Modul Dual Athlon 1,6 GHz, 1GB RAM ATI Fire GX1 (früher GL4) Monitor Bilddiag.: 528 mm (20,8 ) Auflösung: 2048x1536 (digital) Pixelgröße: 0,207 mm Helligk.: 235 cd/m2 Kontrast: 300:1

8 2D-Dualhead-Graphik Workstation Linux Dual AMD Athlon, IBM T221, 2002 Rechner Linux SuSE 8.0 Kernel XFree , Nvidia Xserver Modul Dual Athlon 1,6 GHz, 1GB RAM Nvidia FX 3000 (früher ATI Fire GL4) Monitor Bilddiag.: 564 mm (22,2 ) Auflösung: 3840x2400 (digital) Pixelgröße: 0,1245 mm Helligk.: 235 cd/m2 Kontrast: 400:1

9 3D-Graphik Workstation SGI Indigo2, 1993 GU1 Extreme Graphikboard 1 Arbeitsplatz CPU R4400 (32bit, 225 MHz) floatingpoint Coprozessor R MB RAM CrystalEye Shutterbrillen Dials

10 3D-Dualhead-Graphik Workstation SGI CADuo Octane SE, ESI Graphikboards 2 komplette Arbeitsplätze CPU R10000 (64bit, 225 MHz) floatingpoint Coprozessor R MB RAM CrystalEye Shutterbrillen Dials

11 Dialbox Alternativer Inputdevice zur Maus, Mausman, etc. Spezielle Treiber als Module für XFree86 32bit wird unterstützt (64bit Unterstützung in Arbeit) Freie Belegung aller Endlos- Drehregler Präzise Manipulation komplexer virtueller Objekte: Translation Rotation Zoom Schnittdicke Manipulation (Entfernen und Zufügen funktionaler Gruppen)

12 3D-Graphik Workstation Linux Dual AMD Athlon, 2002 ATI Fire GL4 Dual Athlon MP ,6 GHz, 1GB RAM CrystalEye Shutterbrillen Dials Eizo F980, 1280x1024 bei 120Hz Linux SuSE 8.0, Kernel , XFree , ATI Xserver Modul Software O, Main, VMD, Amira, (alle OpenGL-fähigen Programme)

13 3D-Dualhead-Graphik Workstation Linux Dual AMD Athlon, 2004, aktuelle 3D-Workstation NVIDIA Quadro FX 3000 Dual Athlon MP ,7 GHz, 4GB RAM CrystalEye Shutterbrillen Dials 2x Iiyama Vision Master Pro 415, 1480x1024 bei 120Hz, Stereo auf beiden Monitoren Linux SuSE 9.1, Kernel 2.6.4, XFree , Nvidia Xserver Modul Software O, Main, VMD, Amira, (alle OpenGL-fähigen Programme)

14 Graphikkarte ATI Fire GL4 / GX1 AGP 2X/4X bus 128 MB frame buffer DDR Max. Auflösung: 3840x2400 OpenGL stereofähig mit 3D-Shutterbrille Treiber für XFree Connectors: Two DVI-I Digital Monitor Output StereoGraphics Connectors AGP PRO50 bus 256 MB frame buffer DDR Max. Auflösung: 3840x2400 OpenGL stereofähig mit 3D-Shutterbrille z.z. nur 2D Connectors: Two DVI-I Digital Monitor Output StereoGraphics Connectors

15 Graphikkarte NVIDIA 980XGL / Quadro FX 3000 AGP 8X bus 128 MB frame buffer DDR Max. Auflösung: 2048x1536 OpenGL stereofähig mit 3D-Shutterbrille Treiber ab XFree Connectors: Two DVI-I Digital Monitor Output StereoGraphics Connectors AGP 8X bus 256 MB frame buffer DDR Max. Auflösung: 3840x2400 OpenGL stereofähig mit 3D-Shutterbrille Genlock Interface Treiber ab XFree Connectors: Two DVI-I Digital Monitor Output StereoGraphics Connectors

16 SPEC OpenGL Performance Characterization Project Viewperf 7.0 Results Overview (by vendor) Larger scores indicate greater speed in benchmark test results. Company/Product 3dsmax Mean DRV Mean DX Mean Light Mean Fujitsu Siemens CELSIUS R GHz / NVIDIA Quadro FX hp workstation xw GHz / NVIDIA Quadro FX IBM IntelliStation M Pro 3.4 GHz / NVIDIA QuadroFX Fujitsu Siemens CELSIUS M GHz / CELSIUS Fire GL X hp xw GHz ATI FireGL X1 / ATI FireGL X Dell Precision Workstation GHz / ATI Fire GL X Fujitsu Siemens CELSIUS M GHz / CELSIUS Quadro4 980XGL hp xw GHz NVIDIA Quadro4 980XGL / NVIDIA Quadro4 980XGL IBM IntelliStation M Pro 3.4 GHz / NVIDIA Quadro 980XGL

17 Zusammenfassung 2D-Dualhead-Graphik Workstation Linux Bis zu einer Auflösung von 3840x2400 (digital) Spez. zur Bildbearbeitung komplexer Objekte (Physik, Biologie, Medizin) 64Bit (keine 4GB Speicherbegrenzung) 3D-Dualhead-Graphik Workstation Linux Stereo auf beiden Monitoren Bis zu einer Auflösung von 1480x1024 bei 120Hz Nvidia-Graphikkarten wegen der besseren Treiberunterstützung Ansteuerung durch Maus und Dials 64Bit (keine 4GB Speicherbegrenzung) Enge Zusammenarbeit mit Softwareentwicklern und Anwendern Salmonella phage P22 tailspike-protein MPI Biochemie, Abt. Strukturforschung

18 Zukunft 64bit Technologie mit Dialbox 3D auf Laptops (Zusatzmonitor) 3D-Brillen und Displays Datenhelme und -handschuhe 3D-Boxen und Caves

19 2D-/3D-Graphik Workstations Vorführung