Advances in massive model visualization in the CYBERSAR project

We provide a survey of the major results obtained within the CYBERSAR project in the area of massive data visualization. Despite the impressive improvements in graphics and computational hardware performance, interactive visualization of massive models still remains a challenging problem. To address this problem, we developed methods that exploit the programmability of latest generation graphics hardware, and combine coarse-grained multiresolution models, chunk-based data management with compression, incremental view-dependent level-of-detail selection, and visibility culling. The models that can be interactively rendered with our methods range from multi-gigabyte-sized datasets for general 3D meshes or scalar volumes, to terabyte-sized datasets in the restricted 2.5D case of digital terrain models. Such a performance enables novel ways of exploring massive datasets. In particular, we have demonstrated the capability of driving innovative light field displays able of giving multiple freely moving naked-eye viewers the illusion of seeing and manipulating massive 3D objects with continuous viewer-independent parallax.233-23

Molecular-dynamics calculations of thermodynamic properties of metastable alloys

In order to improve our current understanding of the microscopic structure of metastable alloys of immiscible elements such as Ag-Cu and Co-Cu, the Helmholtz free energy of several microstructures based on an fcc unit cell has been calculated and compared with that of a reference state. The microstructures considered for the free energy calculations at fixed volume are (1) a structure formed by alternating layers of fixed thickness of metal 1 and metal 2 separated by coherent interfaces; (2) an atomically disordered solid solution; (3) a structure comprising a random distribution of elemental cubic grains separated by coherent interfaces. Numerical results show that the Helmholtz free energy of structure (3) decreases with increasing grain size and that its value calculated for a sufficiently large grain size approaches the free energy of structure (1). Further molecular-dynamics simulations for the Ag-Cu system have allowed the calculation of the enthalpy at the equilibrium volume of several microstructures including some of those listed above. A comparison of the calculated values of the enthalpy with the heat release observed experimentally allows the advancement of an hypothesis concerning the reaction path and the structure of the equiatomic Ag-Cu alloy obtained by ball milling

Mobile graphics: SIGGRAPH Asia 2017 course

Peer ReviewedPostprint (published version

Global QSAR models of skin sensitisers for regulatory purposes

Abstract Background The new European Regulation on chemical safety, REACH, (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of CHemical substances), is in the process of being implemented. Many chemicals used in industry require additional testing to comply with the REACH regulations. At the same time EU member states are attempting to reduce the number of animals used in experiments under the 3 Rs policy, (refining, reducing, and replacing the use of animals in laboratory procedures). Computational techniques such as QSAR have the potential to offer an alternative for generating REACH data. The FP6 project CAESAR was aimed at developing QSAR models for 5 key toxicological endpoints of which skin sensitisation was one. Results This paper reports the development of two global QSAR models using two different computational approaches, which contribute to the hybrid model freely available online. Conclusions The QSAR models for assessing skin sensitisation have been developed and tested under stringent quality criteria to fulfil the principles laid down by the OECD. The final models, accessible from CAESAR website, offer a robust and reliable method of assessing skin sensitisation for regulatory use.</p

CAESAR models for developmental toxicity

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>The new REACH legislation requires assessment of a large number of chemicals in the European market for several endpoints. Developmental toxicity is one of the most difficult endpoints to assess, on account of the complexity, length and costs of experiments. Following the encouragement of QSAR (<it>in silico</it>) methods provided in the REACH itself, the CAESAR project has developed several models.</p> <p>Results</p> <p>Two QSAR models for developmental toxicity have been developed, using different statistical/mathematical methods. Both models performed well. The first makes a classification based on a random forest algorithm, while the second is based on an adaptive fuzzy partition algorithm. The first model has been implemented and inserted into the CAESAR on-line application, which is java-based software that allows everyone to freely use the models.</p> <p>Conclusions</p> <p>The CAESAR QSAR models have been developed with the aim to minimize false negatives in order to make them more usable for REACH. The CAESAR on-line application ensures that both industry and regulators can easily access and use the developmental toxicity model (as well as the models for the other four endpoints).</p

An interactive 3D medical visualization system based on a light field display

This paper presents a prototype medical data visualization system exploiting a light field display and custom direct volume rendering techniques to enhance understanding of massive volumetric data, such as CT, MRI, and PET scans. The system can be integrated with standard medical image archives and extends the capabilities of current radiology workstations by supporting real-time rendering of volumes of potentially unlimited size on light field displays generating dynamic observer-independent light fields. The system allows multiple untracked naked-eye users in a sufficiently large interaction area to coherently perceive rendered volumes as real objects, with stereo and motion parallax cues. In this way, an effective collaborative analysis of volumetric data can be achieved. Evaluation tests demonstrate the usefulness of the generated depth cues and the improved performance in understanding complex spatial structures with respect to standard techniques.883-893Pubblicat

The Italian Earthquakes and Tsunami Monitoring and Surveillance Systems

The Osservatorio Nazionale Terremoti (ONT) is the Italian seismic operational centre for monitoring earthquake, it is part of Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) the largest Italian research institution, with focus in Earth Sciences. INGV runs the Italian National Seismic Network (network code IV) and other networks at national scale for monitoring earthquakes and tsunami. INGV is a primary node of European Integrated Data Archive (EIDA) for archiving and distributing, continuous, quality checked seismic waveforms (strong motion and weak motion recordings). ONT designed the data acquisition system to accomplish, in near-real-time, automatic earthquake detection, hypocentre and magnitude determination and evaluation of moment tensors, shake maps and other products. Database archiving of all parametric results are closely linked to the existing procedures of the INGV seismic monitoring environment and surveillance procedures. ONT organize the Italian earthquake surveillance service and the tsunami alert service (INGV is Tsunami Service Provider of the ICG/NEAM for the entire Mediterranean basin). We provide information to the Dipartimento di Protezione Civile (DPC) and to several Mediterranean countries. Earthquakes information are revised routinely by the analysts of the Italian Seismic Bulletin. The results are published on the web and are available to the scientific community and the general public.PublishedMontreal1SR TERREMOTI - Sorveglianza Sismica e Allerta Tsunam

Planning and managing a seismic emergency: The INGV drill of November 26th, 2015 carried out in the framework of the activity line T5 "Seismic surveillance and post-earthquake operational procedures" | Pianificazione e gestione di un'emergenza sismica: Esercitazione INGV del 26 novembre 2015 effettuata nell'ambito della Linea di Attività T5 "Sorveglianza sismica e operatività post terremoto"

Nella Struttura Terremoti dell’INGV la Linea di Attività T5 “Sorveglianza sismica ed operatività postterremoto” si occupa delle attività di sviluppo di strumenti e procedure per la valutazione in tempo reale degli effetti di terremoti e tsunami e della gestione delle emergenze sismiche. Uno dei suoi obiettivi del 2015 era la formalizzazione dei protocolli di intervento di Gruppi d’Emergenza, avvenuta per Emergeo, Emersito, IES, QUEST e Sismiko con Decreto del Presidente nel luglio 2015. Altro obiettivo era l’elaborazione di un Protocollo di Ente per la gestione delle emergenze sismiche. La bozza preparata nel 2015 prevede l’importante novità dell’Unità di Crisi, mai formalizzata in precedenza. Attraverso questo Protocollo di Ente si auspica di migliorare la risposta logistico-operativa dell’INGV durante l’emergenza, di avere una più rapida conoscenza del fenomeno in corso e di realizzare un’efficace comunicazione verso Protezione Civile, media e pubblico. Per verificare il tutto è stata organizzata un’esercitazione in cui è stato simulato un terremoto di magnitudo 6.4 nel basso Lazio. Si sono così sperimentate l’efficacia del flusso azioni/informazioni durante un’emergenza, il funzionamento dell’Unità di Crisi, la funzionalità dei protocolli dei Gruppi d’Emergenza, l’efficienza delle attività in sede per gli aspetti tecnico-logistici, il flusso di comunicazione interno e le comunicazioni istituzionali esterne (queste ultime simulate). In questo articolo sono descritte le fasi di organizzazione ed attuazione dell’esercitazione. Inoltre, durante il suo svolgimento, la valutazione dell’efficacia dell’organizzazione e delle attività svolte dai gruppi coinvolti è stata affidata ad alcuni osservatori e qui è allegata l’elaborazione dei commenti riportati. Abbiamo fatto infine una sintesi dei risultati positivi e delle criticità emerse dall’esercitazione, attività così importante a nostro avviso da considerarne indispensabile la ripetizione con cadenza quanto meno annuale.Published1SR. TERREMOTI - Servizi e ricerca per la SocietàN/A or not JCRope

Emergenza sismica nel centro Italia 2016-2017. Secondo rapporto del gruppo operativo SISMIKO. Sviluppo e mantenimento della rete sismica mobile a seguito del terremoto di Amatrice Mw 6.0 (24 agosto 2016, Italia centrale)

La rete sismica temporanea installata dal gruppo operativo INGV SISMIKO a seguito del terremoto del 24 agosto 2016 tra i Monti della Laga e la Valnerina, è stata ampliata nel settore settentrionale a seguito dei forti terremoti avvenuti alla fine del mese di ottobre 2016. Successivamente alle due scosse di Mw 5.4 e 5.9 che il 26 ottobre hanno interessato l’area al confine Marche-Umbria tra i Comuni di Castelsantangelo sul Nera (MC), Norcia (PG) e Arquata del Tronto (AP), la geometria della rete è stata estesa di circa 25 km verso nord con l’attivazione di ulteriori tre stazioni temporanee di cui una, da subito, disposta per la trasmissione dei dati in tempo reale e per l’inserimento nel sistema di sorveglianza sismica dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV). Un’ultima stazione è stata inoltre installata nei pressi di Campello del Clitunno in provincia di Perugia ad ovest della sequenza, a seguito del terremoto Mw 6.5 che la mattina del 30 ottobre ha interessato l’intera area già fortemente provata dalla sequenza in corso; questo è stato il più forte terremoto registrato negli ultimi 30 in Italia. A circa 5 mesi dall’inizio dell’emergenza sismica, la rete temporanea conta quindi 23 stazioni che da metà dicembre sono tutte trasmesse in tempo reale ai diversi centri di acquisizione INGV, ovvero Milano, Ancona e Grottaminarda ma soprattutto Roma dove i dati vengono contestualmente archiviati nell’European Integrated Data Archive (EIDA) e integrati nel sistema di monitoraggio e sorveglianza sismica dell’INGV; per la sorveglianza sono incluse solo parte delle stazioni. Nelle ultime settimane, le attività di campagna del gruppo operativo SISMIKO sono state costantemente focalizzate alla cura e alla manutenzione della strumentazione per garantire la continuità della trasmissione e dell’acquisizione dei dati, a volte compromesse da malfunzionamenti legati al maltempo. Alla data di aggiornamento del presente report, non è ancora stata decretata una dismissione o una rimodulazione della geometria della rete sismica temporanea, anche in considerazione della attività sismica in corso a tutt’oggi molto sostenuta. Tutti i dati acquisiti dalle stazioni temporanee SISMIKO, sono distribuiti senza alcun vincolo, al pari dei dati della Rete Sismica Nazionale (RSN, codice di rete IV), ed utilizzati per prodotti scientifici in tempo reale (localizzazioni di sala, calcolo dei Time Domain Moment Tensor -TDMT delle ShakeMaps, ecc) e per l’aggiornamento dei database dell’INGV come l’Italian Seismological Instrumental and Parametric Database (ISIDe) con la revisione del Bollettino Sismico Italiano (BSI), dell’INGV Strong Motion Data (ISMD) e dell’ITalian ACcelerometric Archive (ITACA), dell’European-Mediterranean Regional Centroid Moment Tensors (RCMT) e nei lavori scientifici che utilizzano forme d’onda velocimetriche ed accelerometriche (ri- localizzazioni, studi della sorgente sismica ecc.).Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV)Published1SR. TERREMOTI - Servizi e ricerca per la Societ

Rapporto Preliminare Sulle Attività Svolte Nel Primo Mese Di Emergenza Dal Gruppo Operativo Sismiko A Seguito Del Terremoto Di Amatrice Mw 6.0 (24 Agosto 2016, Italia Centrale)

Sintesi delle attività svolte dal coordinamento delle reti sismiche mobili INGV in emergenza, denominato SISMIKO, nel primo mese della sequenza sismica “Amatrice” seguita al terremoto di Mw 6.0 del 24 agosto 2016 (01:36 UTC). Descrizione della rete sismica implementata e prime analisi dei dati acquisiti. Report on the activities in the first month of emergency by coordination of mobile seismic networks INGV emergency, called SISMIKO, after the Mw 6.0 Amatrice earthquake (August 24th, 2016, central italy). Description of the temporary seismic network implemented and preliminary analysis of the acquired data.INGV DPCPublished1IT. Reti di monitoraggi