Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Visualization of Fluids in a Haptic Surgery Simulator.
KTH, School of Computer Science and Communication (CSC).
2011 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

This thesis focuses on the development of a viable method for introducing fluids to a haptic surgery simulator. One of the problems addressed is finding an algorithm for simulating the fluid in a realistic manner, while performing at a good enough a frame rate to not interfere with the rest of the simulation. Another problem addressed is the graphical representation of the fluid, but a refined or advanced implementation is omitted due to time spent on the challenges to find and implement a good simulation algorithm. The thesis outlines solutions for effective data structures and algorithms that can be used for implementing particle systems to represent the fluid (Smoothed Particles Hydrodynamics ? SPH). The approach I used while developing the different parts of the simulation was an ?iterative trial and error method? for the different algorithms and technologies, to get the best solution. The final implementation for the prototyped solution is based on earlier work done in SPH research and tweaked to improve performance. My goal was to reach real-time rendering speeds, more than 30 frames per second (FPS), while simulating a fluid containing around 2000 particles. The result is a bit disappointing though, my implementation only reaches about 675 particles before the frame rates drops below 30 FPS. But in the thesis I have identified several areas where my implementation can be improved substantially. On better hardware and with the improvements I have suggested, I believe my goal can be reached, even if a more sophisticated graphical representation is introduced.

Abstract [sv]

Detta examensarbete fokuserar på utveckling av en funktionsduglig metod för att införa vätskor i en haptisk kirurgisimulator. Ett av problemen som behandlas är att hitta en algoritm/teknik för att simulera vätska på ett realistiskt sätt och som inte påverkar prestandan för resten av simuleringen. Ett annat problem som behandlas är den grafiska representationen av vätskan, dock har en mer avancerad representation utelämnats på grund av den tidsbrist som uppstod efter införandet av simuleringsalgoritmen. Rapporten beskriver lösningar för effektiva datastrukturer och algoritmer som kan användas till det partikelsystem som representerar vätskan (Smoothed Particles Hydrodynamics – SPH). Den metod som jag använde för att utveckla de olika delarna av simuleringen var en "iterativ trial and error metod". På detta sätt tog jag fram en effektiv lösning som inte påverkar prestandan för resten av simulatorn nämnvärt. Den slutliga prototypen är baserad på tidigare forskning som utförts inom SPH området, som sedan har optimerats för att förbättra prestandan. Mitt mål var att uppnå realtidsrenderingshastigheter, mer än 30 bilder per sekund(FPS), vid simulering av en vätska som är uppbyggd av runt 2000 partiklar. Resultatet är lite av en besvikelse då min prototyp kan visa omkring 675 samtidiga partiklar innan bildhastigheter sjunker under 30 FPS. I rapporten har jag identifierat flera områden i simulatorn och min implementation som kan förbättras avsevärt. Och om systemet skulle köras på bättre hårdvara, med förbättringar jag har föreslagit, tror jag att målet kan nås, även om en mer sofistikerad grafisk representation införs.

Place, publisher, year, edition, pages
2011.
Series
Trita-CSC-E, ISSN 1653-5715 ; 2011:125
National Category
Computer Science
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-130753OAI: oai:DiVA.org:kth-130753DiVA: diva2:654200
Educational program
Master of Science in Engineering - Computer Science and Technology
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2013-10-07 Created: 2013-10-07

Open Access in DiVA

No full text

Other links

http://www.nada.kth.se/utbildning/grukth/exjobb/rapportlistor/2011/rapporter11/ringborg_lars_11125.pdf
By organisation
School of Computer Science and Communication (CSC)
Computer Science

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 11 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf