Hardware para Computación Gráfica

Transcripción

1 Hardware para Cómo vamos de acá hasta acá? VyGLab Lab. de Visualización y DCIC - Universidad Nacional del Sur 1º Cuatrimestre 2015 Evolución del hardware gráfico Silvia Castro 1

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3 Abstracción clave de gráfica en tiempo real Hardware utilizado para hacer esto Un chip/tarjeta por etapa Datos fijos fluyen por el pipeline Aún es una abstracción útil El pipeline se utiliza para esto El hardware utilizado para esto: El procesamiento de vértices y de pixels se hizo programable El hardware urilizado para esto: El procesamiento de vértices y de pixels se hizo programable Se agregan nuevas etapas Silvia Castro 3

4 El hardware urilizado para esto: El procesamiento de vértices y de pixels se hizo programable Se agregan nuevas etapas La arquitectura de la GPU se centra cada vez más en la ejecución de shaders Los shaders de vértices, de fragmentos, etc. se convierten en threads ejecutando diferentes programas sobre un core flexible Procesador de Vértices Silvia Castro 4

5 En esta etapa las coordenadas de los vértices entran en coordenadas en el espacio del objeto y salen en coordenadas en el espacio de la pantalla 3D. Mapeo de Textura Adaptan una imagen en una pieza de geometría Uno de los objetivos es generar escenas realistas Rasterizador Convierten las coordenadas de los vértices que están en el espacio de coordenadas de pantalla 3D en pixels que constituyen líneas y polígonos. Los rasterizadores interpolan valores de coordenadas, valores RGBAZ, Intensidades, normales de la superficies, coordenadas de textura y valores que brindan los shaders. Procesador de Fragmentos Silvia Castro 5

6 Se toma toda la información que describe un determinado pixel y se produce el RGBA para esa ubicación del pixel en el framebuffer Framebuffer Los valores de alfa indican transparencia El valor A=0 indica que esa muestra del objeto es invisible y A=1 indica que es opaca. Los valores almacenados se combinan con los que ingresan con la siguiente ecuación (denominada ecuación de alpha blending): Color = AC 1 +(1-A)C 2 Controlador de Video Monitor Silvia Castro 6

7 El patrón de escaneo del display está determinado por el hardware Intensidad modulada para producir la imagen Intensidad determinada por el contenido del frame buffer Tecnologías de display Colores Aditivos Primarios Rojo Verde Azul Sistema de color RGB Combinan luces roja, verde y azul Display LCD Tecnologías de display Display LCD Tecnologías de display Las barras de color Grilla de direcciones Filtro de color Acercamiento de un monitor Trinitron Sony Levoy Display LCD Tecnologías de display Controlador de Video (Video Driver) El principio de funcionamiento se basa en bloquear o transmitir luz modificando su polarización Niveles de intensidad intermedios: twisting parcial Fundamentalmente tecnología raster La intensidad del rayo se modula de acuerdo al contenido del frame buffer. El brillo de un pixel se controla por el voltaje proveniente del conversor D/A Silvia Castro 7

8 Bibliografía Humano ACM SIGGRAPH Proceedings Angel, E., Shreiner, D. Interactive Computer Graphics: A top-down approach with shader-based OpenGL, Addison Wesley, 6th. Ed., Foley, J., van Dam, A., Feiner, S. y Hughes, J., Computer Graphics. Principles and Practice, Addison Wesley, 1992, 2 nd Edition. Hill, F. Jr, Kelley, S., Computer Graphics Using OpenGL, Prentice Hall, 3rd Ed., Rost, R., Licea-Kane, B., Ginsburg, D., Kessenich, J., OpenGL Shading Language, Addison-Wesley Professional, 3rd Edition, Sellers, G., Wright, R., Haemmel, OpenGL Superbible: Comprehensive Tutorial and Reference, Addison-Wesley Professional; 6 th edition, Shreiner, D., Sellers, G., Kessenich, J., Licea-Kane, B., OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL, Versions 4.3 8th Edition, Silvia Castro 8