Optymalizacja kodu Monte Carlo do symulacji czasu przelotu fotonów w strukturach tkankowych

Symulacje Monte Carlo są często wykorzystywane w modelowaniu transportu światła w strukturach optycznie mętnych. Pozwalają uzyskać dokładny opis rozchodzenia się światła, ale wymagają dużej mocy obliczeniowej. Najbardziej czasochłonnymi operacjami podczas symulacji są: obliczanie wartości funkcji logarytmicznej i trygonometrycznej oraz generowanie liczb pseudolosowych. W tym artykule została przedstawiona weryfikacja i porównanie metody Monte Carlo wykorzystującej aproksymację funkcji logarytmicznej i trygonometrycznej z metodą klasyczną (z dokładnym obliczaniem logarytmu i funkcji cosinus) i z rozwiązaniami równania dyfuzji dla struktur jednorodnych.

---

Monte Carlo simulations are frequently used in modeling of light transport in turbid media. They allow precise description of light transport, but require long computation time. Logarithmic and trigonometric functions evaluation, and generation of pseudorandom numbers are main-time consuming procedures in Monte Carlo calculations of light transport. In this paper, parallel Monte Carlo method with approximated logarithmic and trigonometric functions is analyzed, verified, and compared to the original one (with exact computation of logarithm and cosine functions) and with solution of diffusion equation for homogeneous media.