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    Quelle: PSA

    GTC 2016 - Holodeck 2.0: Der größte CAVE-Fahrsimulator der Welt

    Das neue Virtual-Reality-Center der PSA-Gruppe setzt gleich 70 Quadro-M6000-Karten ein - und es übertrifft die Leistung der bisherigen CAVE des Herstellers von Peugeot, Citroën und DS um den Faktor 500.

    Von virtuellen Welten im französischen Automobilbau berichteten wir schon vor zwei Jahren: Auf der GTC 2014 hatte Renault eine CAVE - ausgeschrieben: Cave Automatic Virtual Environment -über 40 Nvidia-Quadro-Profikarten vorgestellt. In diesem Jahr traten die Kollegen von der Groupe PSA auf den Plan - einem Konzern, dem die Automarken Peugeot, Citroën und DS gehören und bei dem weltweit über 13.000 Mitarbeiter in der Abteilung Forschung und Entwicklung arbeiten. Auf der GPU Technology Conference 2016 berichteten einige Ingenieure der PSA-Gruppe vom Bau der größten CAVE der Welt im letzten Jahr.

    Mehr Licht! Mehr Details! Mehr Geschwindigkeit!

    Bereits seit 2004 setzen die Fahrzeugbauer der PSA-Gruppe drei Virtual-Reality-Center ein, um am Produkt- beziehungsweise Prozessdesign zu arbeiten. Zum Produktdesign gehören Untersuchungen zur optischen Qualität eines Autos, der Instrumentenanordnung sowie den Mensch-Maschine-Interfaces. Ans Eingemachte geht es beim Prozessdesign: Hier stellen die Ingenieure sicher, dass sich ein Fahrzeug montieren beziehungsweise lackieren lässt. Außerdem führen sie ergonomische Untersuchungen durch.

    Wir wollten eine CAVE, die größer und heller ist, mehr Pixel und mehr Rechenleistung besitzt sowie größere haptisches Feedback erlaubt. Im letzten Jahr wurden die drei VR-Center für 410 Project-Reviews sowie für 100 Reviews pro Auto eingesetzt. Die 2004 konzipierte CAVE war jedoch in die Jahre gekommen: Ihre Benutzer maulten, dass sie zu klein, zu dunkel und zu langsam sei. "Unser Ziel", so VR-Ingenieur Mathieu Mika: "Wir wollten eine CAVE, die größer und heller ist, mehr Pixel und mehr Rechenleistung besitzt sowie größere haptisches Feedback erlaubt."

    Zu viele 4K-Projektoren?!

    Im ersten Entwurf der CAVE 2.0 waren 16 4K-Projektoren und 50 Render-Knotenpunkten vorgesehen, die für die nötige Auflösung und Helligkeit sorgen sollten. Doch mit dieser großen Zahl kamen indirekt Probleme auf die Forscher zu: "Die Investitions- und Betriebskosten sowie die maximale Verfügbarkeit hängen unmittelbar von der Anzahl der verwendeten Projektoren ab", erklärt Mathieu Mika. So ging das Team erneut ans Zeichenbrett, um eine Lösung mit weniger Projektoren zu entwickeln.

    Der zweite Entwurf reduzierte die Zahl der Projektoren um zehn Exemplare und kommt statt mit 50 nun nur noch mit 20 Render-Knotenpunkten aus. Zwar erhöht sich nun die dargestellte Größe eines Pixels von 0,7 auf 1,1 Millimeter, doch für Experimente, die Genauigkeit fordern, lässt sich ein Pixel in einem Teil des vorderen "Bildschirms" auf 0,7 Millimeter schrumpfen.

    50 Millionen Pixel

    Für die Software der CAVE 2.0 ist Matthieu Mikas Kollege Alain Gonzalez verantwortlich. Der Expert Graphics Systems & 3D Imagery setzte beim Kontroll- sowie den 20 Render-Systemen auf Server vom Typ Dell PowerEdge T630. In jedem stecken drei Nvidia Quadro-Karten vom Typ M600, Dual-Intel-Xeon-R5-v3-CPUs, 128 GByte DDR4-ECC-RAM sowie redundant ausgelegte 1600-Watt-Netzteile. Die in den 20 Workstations berechneten 53 Millionen Pixel werden dann an die Display-Systeme weitergereicht, die die 4K-Projektoren ansteuern.


    Diese Display-Workstations stammen ebenfalls von Dell und hören auf den Namen Precision Tower 7910. Darin schlagen die gleichen CPU-Herzen wie bei den Render-Systemen, doch statt drei Grafikkarten kommt jeder Display-Rechner mit nur einer Quadro M6000 aus. Auch das Netzteil ist mit 1300 Watt daher etwas konservativer dimensioniert. Alle Systeme unterhalten sich über ein Infiniband-Netzwerk mit einer Geschwindigkeit von 56 GBit/Sekunde miteinander.

    70 Quadro-M6000-Karten

    "Verglichen mit unserer ersten CAVE, bei der noch Grafikkarten vom Typ FX3000G zum Einsatz kamen, ist die CAVE 2.0 um einen Faktor 500 schneller", begeistert sich Alain Gonzalez. Für Technikpartner Dell hielt sich die Begeisterung zunächst in Grenzen: "Das war eine echte Herausforderung", erinnert sich Workstation Sales Lead Benoit Bastien. "Verglichen mit der Autobranche mussten wir für die Ingenieure der PSA-Gruppe ein Formel-1-Auto entwickeln, bei dem keine einzige Komponente ausfällt - und das am Besten innerhalb einer Woche."

    Die im letzten Absatz beschriebenen Rechner und ihre Bauteile waren teilweise so neu, dass es noch keine Zertifizierungen oder Treiber gab - doch die Ingenieure machten das Unmögliche möglich. Leistungstechnisch sollten sie die nächsten drei bis vier Jahre ausreichen. "Ansonsten sind die Rechner groß genug, um sie auf Pascal-Karten aufzurüsten", sagt Bastien.

    15 Tonnen Stahl und Glas, 8 Kilometer Kabel

    Das Ergebnis begeisterte Gonzalez und Mika: Die CAVE 2.0, in der zehn Tonnen Stahl, fünf Tonnen Glas, 3,2 Kilometer Glasfaser- und 4,8 Kilometer Netzwerkkabel verbaut wurden, macht alle Schwachstellen der ersten CAVE mit Bravour und einer Rechenleistung von 400 TFLOPs wett. Das Ziel, hellere und detailliertere Fahrzeuge darzustellen, wurde erreicht - wie zwei Bildvergleiche eindrucksvoll zeigen. In der CAVE 2.0 sind beispielsweise die Buchstaben des Peugot-Logos am Kühlergrill deutlicher und unverpixelt lesbar als in der ersten Version.

    Noch beeindruckender ist die Rechenleistung des neuen VR-Systems: Waren bei den rund sieben Millionen Pixeln und drei Bildflächen der Ur-CAVE noch 40 Sekunden für sechs Global-Illumination-Durchgänge nötig, meistert die CAVE 2.0 eine doppelt so hohe Auflösung mit rund 44 Millionen Pixeln und fünf Bildflächen mit sechs Durchgängen in 20 Sekunden. Anders ausgedrückt: "Unsere neue CAVE stellt sechs Mal so viele Pixel doppelt so schnell dar", freut sich Mathieu Mika. In den letzten sechs Monaten wurden darin 200 Projekt-Reviews durchgeführt, wobei die Zahl der optischen Untersuchungen dramatisch anstieg. Die Ingenieure der PSA-Gruppe arbeiten auch schon an einem ersten Update: Sie wollen die Darstellung von Global Illumination in Echtzeit durchführen.

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    02:21
    Holodeck 2.0: Der größte CAVE-Fahrsimulator der Welt im Video
      • Von dekay55 Freizeitschrauber(in)
        Ok da wirkt mein CAVE Projekt recht klein dagegen und bei weiten hab ich nicht so viel Rechenpower, brauchs aber auch garnicht für mich. Mich würde mal interessieren welche 3D Technik bei dennen zum einsatz kommt bzw ob sie immer noch an der INFITEC Technik festhalten, das ist naemlich einer der größten Knackpunkt bei einer CAVE mit Holodeck feeling, und wie das Tracking System umgesetzt wurde waere auch sehr interessant zu wissen. An den beiden Punkten bin ich grad am Tüfteln für meine CAVE bzw. Holodeck.
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GTC 2016 - Holodeck 2.0: Der größte CAVE-Fahrsimulator der Welt
Das neue Virtual-Reality-Center der PSA-Gruppe setzt gleich 70 Quadro-M6000-Karten ein - und es übertrifft die Leistung der bisherigen CAVE des Herstellers von Peugeot, Citroën und DS um den Faktor 500.
http://www.pcgameshardware.de/Automotive-Thema-261936/Specials/CAVE-Fahrsimulator-auf-der-GTC-1191749/
10.04.2016
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