Návrh binárních amplitudových hologramů pro optické generování ultrazvuku akcelerovaný pomocí GPU

Abstract

V této práci se zabýváme možnostmi urychlení vědeckých výpočtů s použitím grafických výpočetních jednotek. Termínem vědecký výpočet v tomto kontextu rozumíme specifický algoritmus, který počítá povrch binárních hologramů, jež se používají při generování ultrazvuku. Zaměříme se na návrh hologramu, zvláště pak na rychlost, se kterou můžeme vypočítat povrch takového hologramu. Za tímto účelem použijeme dvě populární platformy pro paralelní zpracování dat - CUDA a OpenMP. Výsledný povrch hologramu je důležitý, protože ovlivňuje specifické fyzikální vlastnosti hologramu.In this thesis, we deal with the possibilities of the acceleration of scientific computations using the graphical processing unit. The term scientific computation in this context means an algorithm, which computes binary holograms that are used to generate ultrasound. We will concentrate specifically on the design of the hologram, focusing at the speed we can achieve when computing the surface of the hologram. For this purpose, we will use two popular parallel data processing platforms - CUDA and OpenMP. The surface design pattern of the hologram is important due to the fact, that it determines the hologram’s specific physical characteristics.