HOOPS Envisionが粒子可視化を追加
HOOPS Envision 6.0は、粉床、粒状流、または流体-粒子ソルバーから得られるような、時間の経過とともに動く数千または数百万の個別の粒子を、単一の連続メッシュではなく通過させるような、粒子シミュレーションデータを読み取り、アニメーション化し、レンダリングする専用の方法を開発者に提供します。
この機能は、2026年6月1日の6.0リリースで、デスクトップとウェブの両方のEnvisionで利用可能になりました。
重要なポイント
HOOPS Envision 6.0は、既存の粒子トレース（ストリームライン）機能とは別に、離散粒子シミュレーションデータ（DEM、SPH、スプレーや液滴、粉塵分散）の専用システムを追加します。
PTFXおよびVTPファイルをネイティブに読み取り、PTFXを出力し、再構築を必要としないプラグインシステムを通じてカスタムフォーマットをサポートします。
固定粒子上限はなく、実際の制限は粒子数、時間ステップ数、およびハードウェアに依存しますが、パイプラインは デスクトップとウェブ両方のHOOPS Envision対応アプリケーションで数百万の粒子に対応します。
ウェブ上での粒子位置とスカラー値だけを量子化することで、データセットのサイズを品質の目立った損失なしに3分の1以上削減できます。そこから、開発者はフレームごとの粒子を間引くか、再生するタイムステップを減らすかを選択し、どちらかの選択はいくらかの詳細を犠牲にして、より小さなストリームに変わります。2百万粒子、200タイムステップのデータセットは、用途に応じて、どれだけ必要かにより、約8GBから200MB未満に縮小できます。
デスクトップとウェブで同時にリリースされ、Python、C++、C#、JavaScript、およびTypeScriptで動作し、1つのリーダー実装を共有します。
Envisionがこれまですでに扱っていたのとは異なる種類のデータ
以前は、HOOPS Envisionには、速度ベクトルフィールドを通じて計算されたストリームラインを作成する粒子トレースという機能がありました。これは風洞シミュレーションと解析に一般に関連付けられた可視化です。連続フィールドを通じた動きと方向を示すには、ストリームラインが適切です。
Envision 6.0は、フィールドから計算されたわけではなく、ソースから直接粒子ベースのデータ用に作成された新しい粒子モデルクラスを中心に構築された別のシステムを導入します。離散要素法（DEM）やスムースパーティクル流体力学（SPH）ソルバー、スプレーモデルや液滴モデル、粉塵分散シミュレーションは、各粒子を直接追跡します：各タイムステップでID、位置、および独自のスカラー値です。粒子トレース用のベクトルフィールドはありません。
新しい粒子モデルは、このタイプのデータをそのまま読み取り、データの変更や変換なしで、開発者に粒子ごとの詳細な情報を提供します。
レンダリングだけでなく、読み取りと書き込み
ほとんどの粒子ソルバーは独自の専用出力を書きますが、HOOPS EnvisionはPTFXという自社のバイナリフォーマットと、VTKのPolyData XMLフォーマットの粒子サブセットであるVTPの2つを標準で提供します。それら2つを超えて、プラグインシステムにより他のフォーマットへのサポートを追加できます。プラグインは単純な命名規則に従い、ユーザー指定のフォルダーから自動的に読み込まれます。プラグインアーキテクチャにより、新しいフォーマットを追加する際にアプリケーションの再構築が不要になります。
重要なことに、EnvisionはPTFXファイルを読み取りだけでなく書き込むこともできます。プラグインがソルバーの出力をEnvisionに取り込みますが、PTFXは高速な順次フレームアクセス用に構築されたフォーマットです。多くのチームは、データをロードした後、後のすべての読み取り、ストリーム、およびアニメーションがソルバーの元のフォーマットではなく、最適化されたファイルを対象にするように、データをPTFXに変換したくなるでしょう。
大規模なレンダリング
データが読み込まれると、Envisionはフレームごとに再生を処理し、開発者がスピード、温度、またはソルバーが追跡した追加のデータを含む、シミュレーションのタイムラインにわたる任意のフィールド値で粒子に色を付けることを可能にします。データセットサイズの固定された上限はありません。実際の制限は、粒子数、時間ステップ数、および処理を行う機械に依存しますが、パイプラインは、開発者が独自にパフォーマンス層を構築しなくても、数百万の粒子を処理します。粒子は現在、単一の点としてレンダリングされ、粒子ごとのサイズ、向き、そして陰影付き球はまだサポートされていません。
HOOPS Envision for DesktopとWeb用に構築
この機能は、デスクトップとウェブの両方のEnvisionに搭載され、ブラウザでの粒子再生を処理する新しいストリーミングサービスを提供し、同じリーダー実装が自動化されたヘッドレスレンダリング用のPython APIも駆動します。ブラウザーをベースにした数値シミュレーションツールを構築している開発者は、散在した構築を必要とせずに、デスクトップの相手と同じ粒子可視化を取得します。
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デスクトップ：1回の描画で数百万の粒子をレンダリング
粒子はGPUポイントスプライトとしてレンダリングされます。粒子クラウド全体が単一描画コールでレンダリングされ、より多くの粒子を追加しても頂点を追加するだけで、描画コールが増えることはありません。これにより、ナイーブなアプローチである各粒子に1つの球メッシュを使用した場合、数十万で停止するところを、デスクトップレンダラーは数百万の粒子を処理することが可能になります。
密集したクラウドは完全に不透明になると読みにくくなり、外側のシェルしか見えなくなります。透明度はそれを修正しますが、通常は各フレームごとにすべての粒子を前から後ろにソートする必要があり、それがしばしばパフォーマンスを制限します。Envisionはこれに対して、カメラの角度が変わったときにのみリランされ、ソートを完全に無視する直線時間ソートを使用します。不透明なクラウドの場合、粒子データはシーン内の他のモデルと同じように動作するため、既存のメッシュデータと並んでビューに直接ドロップされ、別のビューアーが必要ありません。
Python：自動化パイプライン用のヘッドレスレンダリング
Python APIはオフスクリーンでレンダリングされ、GPUやディスプレイのないビルドエージェントやコンテナ内でも稼働します。それにより、手動でレンダリングしスクリーンショットを取得するのではなく、シミュレーションパイプラインの一部として粒子画像、アニメーション、およびレポートを自動的に生成することが可能になります。さまざまなケースに対応した作業例が含まれており、スカラー場でのクラウドの着色、アニメーションのエクスポート、減少レベルの比較、フォーマット間の変換が含まれています。
Web：本当のボトルネックはレンダリングではなくデータ転送
大規模なDEMまたはSPHの実行は、その全タイムステップ範囲でブラウザが読み込もうとすべきではないほどの数百ギガバイトを生成することがあります。Envisionはレンダリング側ではなく転送側でこれに対処しています：粒子位置とスカラー値は元のサイズの一部に量子化され、サーバーはクライアントが必要としないデータをストリーミングされないようにフレームごとに減少させます。減少は対フレームで一貫しており、再生はちらつきではなくスカスカに見え、ブラウザ、デスクトップ、またはPythonで視聴しているかに関わらず常に一貫しています。
なぜこれが開発者にとって重要なのか
粒子サポートを社内で構築するかどうかを評価するチームは、以前に述べた同じ トレードオフに直面しています：数値シミュレーションアプリケーションの需要は増大し続けていますが、スクラッチからすべての新しい機能を構築するためのエンジニアリングバンド幅はそれに伴って増加しません。これにより、粒子データの読み取り、アニメーション、およびレンダリング作業がカバーされ、エンジニアリング時間がアプリケーションの実際にユニークな部分に集中されます。
いつものように、HOOPS Envisionについてもっと知りたい場合、最善の方法は 私たちにお問い合わせ いただき、ニーズをお聞かせください。
Tech Soft 3DのCAEツールキットがどのようにして急速に進化する業界に対応するのを助けることができるかを調査したい場合、 詳しく知るためにご連絡ください。
HOOPS Envision粒子可視化FAQ
HOOPS Envisionの新しい粒子可視化機能とは何ですか？
ソルバーの出力から帧ごとに追跡された個々の粒子による、真の粒子シミュレーションデータを読み取り、アニメーション化し、レンダリングする専用システムです。これは連続したベクトルフィールドを通じたストリームラインを計算する既存の粒子トレース機能とは別個のものです。
HOOPS Envisionがサポートする粒子データフォーマットは何ですか？
HOOPS Envisionは、PTFX（そのネイティブなバイナリ粒子フォーマット）およびVTP（VTKのPolyData XMLフォーマットの粒子サブセット）への読み取り/書き込みアクセスをサポートします。プラグインシステムにより、カスタムまたはソルバー固有のフォーマットをレンダリングパイプラインの変更なしでカバーします。EnvisionはまたPTFXファイルの書き込みも可能で、開発者がどちらのフォーマットにもネイティブに一致しないデータを変換する経路を提供します。
HOOPS Envisionの粒子可視化はどれだけの粒子を処理できますか？
固定された上限はありません。実際の制限は、粒子数、時間ステップ数、およびデータを処理するハードウェアに依存しますが、パイプラインはデスクトップ、ウェブ、Python全体で数百万の粒子を快適に処理するように構築されています。
HOOPS Envisionの粒子可視化はGUIの外、例えば自動化されたパイプラインで動作しますか？
はい。デスクトップおよびウェブと共に、HOOPS EnvisionのPython APIは粒子データを完全にオフスクリーンでレンダリングするため、ヘッドレスアプリケーションとして、またはGPUやディスプレイのないコンテナ内で、シミュレーションワークフローの一部として自動的に画像、アニメーション、およびレポートを生成することができます。
CEETRON製品はどうなりましたか？
2020年にTech Soft 3Dに買収されたことにより支えられた、 CEETRON の名前は長らく、その業界をリードするシミュレーションデータアクセス、メッシング、解決、ビジュアル化の機能で信頼されてきました。
今日、以前のCEETRON製品の機能はHOOPS製品ファミリーの一部となっています。
CEETRON Accessは現在、 HOOPS Access、CEETRON Meshは現在、 HOOPS Mesh、CEETRON Solveは現在、 HOOPS Solve、そしてCEETRON Envisionは現在、 HOOPS Envisionです。
