Lattice structures have been widely used in applications due to their superior mechanical properties. To fabricate such structures, a geometric processing step called triangulation is often employed to transform them into the STL format before sending them to 3D printers. Because lattice structures tend to have high geometric complexity, this step usually generates a large amount of triangles, a memory and compute-intensive task. This problem manifests itself clearly through large-scale lattice structures that have millions or billions of struts. To address this problem, this paper proposes to transform a lattice structure into an intermediate model called meta-mesh before undergoing real triangulation. Compared to triangular meshes, meta-meshes are very lightweight and much less compute-demanding. The meta-mesh can also work as a base mesh reusable for conveniently and efficiently triangulating lattice structures with arbitrary resolutions. A CPU+GPU asynchronous meta-meshing pipeline has been developed to efficiently generate meta-meshes from lattice structures. It shifts from the thread-centric GPU algorithm design paradigm commonly used in CAD to the recent warp-centric design paradigm to achieve high performance. This is achieved by a new data compression method, a GPU cache-aware data structure, and a workload-balanced scheduling method that can significantly reduce memory divergence and branch divergence. Experimenting with various billion-scale lattice structures, the proposed method is seen to be two orders of magnitude faster than previously achievable.


翻译:晶格结构因其优越的力学性能在众多领域得到广泛应用。为制造此类结构,通常需通过称为三角剖分的几何处理步骤将其转换为STL格式,再送入3D打印机。由于晶格结构往往具有较高的几何复杂性,此步骤通常会产生海量三角形,属于内存与计算密集型任务。对于包含数百万乃至数十亿杆件的大规模晶格结构,这一问题尤为突出。为解决此问题,本文提出在实施真实三角剖分前,先将晶格结构转换为名为元网格的中间模型。相较于三角网格,元网格非常轻量且计算需求显著降低。该元网格还可作为可复用的基础网格,用于便捷高效地对任意分辨率的晶格结构进行三角剖分。本文开发了CPU+GPU异步元网格生成流水线,可高效地从晶格结构生成元网格。该方法摒弃了CAD领域常用的线程中心化GPU算法设计范式,转而采用新兴的warp中心化设计范式以实现高性能。这一目标通过新型数据压缩方法、GPU缓存感知数据结构及可显著降低内存发散与分支发散的工作负载均衡调度方法实现。在多种十亿级晶格结构上的实验表明,所提方法比现有最快方法提速两个数量级。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2021年9月13日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
A survey on deep hashing for image retrieval
Arxiv
15+阅读 · 2020年6月10日
Augmentation for small object detection
Arxiv
13+阅读 · 2019年2月19日
VIP会员
最新内容
深入Project Maven:为何人工智能在战场上依然失灵
锻造未来士兵:外骨骼、基因工程与赛博格
专知会员服务
7+阅读 · 7月19日
《无人机蜂群通信技术研究》50页
专知会员服务
7+阅读 · 7月19日
战力倍增器:自主武器系统与乌克兰及加沙冲突
人工智能赋能战场情报:提速决策进程
专知会员服务
6+阅读 · 7月17日
《拥抱新兴技术:面向未来军官的教育革新》
专知会员服务
8+阅读 · 7月17日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员