2019 年 10 月 2 日 電気通信大学 情報理工学域 コンピュータサイエンスプログラム 卒研発表会資料

リモート技術を用いた多画面表示システムの性能調査
発表者： 1511179 前田諒磨
指導教員：

成見 哲

3.2

はじめに

1

SAGE2

SAGE2(Scalable Amplified Group Environment)[1] は
近年，GPU を用いた汎用計算 (GPGPU) が普及，発展

米国シカゴのイリノイ大学 Electronic Visualization Lab-

し大規模データによるシミュレーションが可能になっていoratory(EVL) が開発したミドルウェアである [3]. OS にる．また計算の高速化に伴い，リアルタイムでの高精細関わりなく Chrome ブラウザが動作する環境全てで動作シミュレーションの可視化も可能となっている．これによし，比較的容易に遠隔地の高精細大規模タイルドディスプり，シミュレーションが膨大なデータ量を持ち，それらのレイへ，デスクトップやアプリケーションウィンドウを共可視化もより複雑で巨大になっている．それらの全貌を有可能である．

人間が直感的に理解する上で，より高解像度で巨大なディ3.3スプレイでの可視化が必要となってきている. 大規模高精細ディスプレイの実現例として，駅のデジタルサイネージ

VNCVNC(Virtual Networking Computing) とは RFB プロなどで利用されているタイルドディスプレイがある．複トコルを用いて画面を送信して操作権を与えるリモートデ数の小さなディスプレイを格子状に並べることで，1 つのスクトップアプリケーションである．RFB とは画像デーディスプレイとして利用し，大規模高精細ディスプレイをタを扱うプロトコルである．VNC は X Window System実現する技術である．

における X サーバーを VNC サーバーとし，VNC サー

本研究では高精細なシミュレーションをリモートの GPU

バーでアプリケーションをレンダリングし，デスクトップを用いながら複数ディスプレイに表示する．そこで，用いをキャプチャし画像圧縮，接続されている VNCviewer にるリモート技術について，複数画面の対応，転送性能の調画像を転送することで，リモートでのデスクトップ操作を査を行った．

可能としている (図 1).
本研究では TurboVNC を利用することにした．VNC

研究目的と方針

2

ではサーバー側に存在する VNCserver で画像を圧縮しクライアント側に送信しているが，VNC のボトルネックと既存のリモート技術を用いてリアルタイムシミュレーなる画像圧縮を TurboVNC は他のソフトウェアより高速ションを可視化した場合に，複数画面への対応状況や映像で行う．マルチスクリーンにも対応しており，本実験での遅延などの性能の調査を行う．調査結果より，使用目的に目的に使用することが可能である．また，本実験では使用応じたシステム提案を目的とする．

しなかったが圧縮する画像の品質レベルを簡単に変化させることができる [2]．

利用した既存技術

3

3.4

VirtualGL

VirtualGL とはリモートでのアプリケーションの実行

本研究で利用したシミュレーションプログラム，リモーを可能とするシステムにおいて，アプリケーションのレント技術について述べる．

ダリングをサーバー上の別の X サーバーにリダイレクト

3.1

し，レンダリングされた画像をキャプチャ，圧縮してアプclarlet

リケーションを実行している X サーバーに送る技術である．VNC と組み合わせた場合，通常ソフトウェアレンダ

GPU 向けプログラミングモデル CUDA と，様々な環境で動作可能な描画ライブラリ OpenGL を利用して計算，表示を行う分子動力学シミュレーション．clarlet では粒
子数，各原子のポリゴン数，温度，1 フレーム間の計算回リングであるが，VirtualGL を用いるとハードウェアレンダリングを可能とする (図 1)．

4数，を変更することができ，またその時のプログラム内時測定方法と結果
本研究では SAGE2,VNC,VirtualGL+VNC についての間，温度，計算速度，フレームレートを GUI に表示して性能調査を行った．社内ネットワークのような限定されたいる．

1

VNC
VirtualGL
VNC4display
VirtualGL4display

140120fps[frame/s]100

図 1: VNC,VirtualGL+VNC でのフレームレートの測定

8060

結果4020

表 1: SAGE2 での遅延時間とフレームレートの計測結果
平均遅延時間 [s]0.12700

フレームレート [frame/s]

13

4 画面表示でのフレームレート [frame/s]

10.5

200400600

8001000
particles

1200

1400

16001800

図 2: VNC,VirtualGL+VNC でのフレームレートの測定
結果範囲での利用を考えることにしたため，研究室内の小規

5.1

模なネットワーク内での条件での調査を行った．

SAGE2 では Web ストップウォッチをサーバーとクライシステム提案例

簡単なシステムの提案例をいくつか考える．

アント両方に表示し，両画面を同時に動画で撮影し遅延

1. 遅延が 1 フレームあたり 50[msec] 以内で実行可能時間，フレームレートを測定した．結果を表 1 に載せる．

→VNC が最適となる．本研究内で唯一平均遅延時

一方 VNC,VirtualGL+VNC では clarlet のターミナル間が 50[msec] 以内となっていると GUI 上に表示したプログラム内時間を同時に動画で撮影し遅延時間，フレームレートを計測した．またフレーム

2. 4 画面表示でフレームレートをできるだけ出したい

レートにおいて，計算量 (clarlet では粒子数) を変化させ→VNC が最適となる．4 画面表示に対応し，フレーて計測した．遅延時間の結果を表 2，フレームレートの結ムレートは最も高い．しかし，サーバーのスペック果を図 2 に載せる．

に対し計算量が大きい場合 SAGE2 でも変わらないフレームレートとなる．

5

まとめ

3. FullHD ディスプレイ 24 台への表示→SAGE2 が最適となる．SAGE2 では Chrome が本研究で得られた結果として，遅延時間は最大となっ動くなら画面はいくらでも拡張可能．

た SAGE2 で約 0.12[s] であった．遅延時間においては実参考文献際の使用を考えた際どの技術も気にならないものとなっていると言える．フレームレートの結果においては，計算量にかかわらず VNC が最も高い性能を示している．ま[1] SAGE2,http://sage2.sagecommons.org/

た VirtualGL を使用した場合と VNC のみと比べてフレー[2] Faiz Abidi,Nicholas Polys,Srijith Rajamohan,Lance

ムレートが大きく劣っている．これは，本研究で利用しArsenault and Ayat Mohammed (2018) ”REMOTE

た clarlet プログラムが CUDA によって常に GPU でのシ

HIGH PERFORMANCE VISUALIZATION OF

ミュレーションの計算を行っているため，レンダリング

BIG DATA FOR IMMERSIVE SCIENCE” Society

を VirtualGL によってハードウェアレンダリングを行っ

for Modeling & Simulation International (SCS)ても，ソフトウェアレンダリングより時間がかかってしまうからと考えられる．上記通り実際の環境では違った結果[3] 谷 成雄，大城 信康，河野 真治，”VNC を用いが出る可能性が存在する．その場合をどのような結果とた講義用画面共有システムの設計・開発”(2012)，研なるか測定するべきであった．

究報告システムソフトウェアとオペレーティング・システム（OS），2012-OS-121，19 号，pp.1-5

表 2: VNC,VirtualGL+VNC での遅延時間の測定結果
平均遅延時間 [s]VNC

0.0483

VirtualGL+VNC

0.07102