Comutación Gráfica (Algunos Fundamentos) Universidad de los Andes Demián Gutierrez Octubre 2011 1
Qué es? Es una rama de la ciencia de comutación que estudia al conjunto de técnicas que ermiten la reresentación tridimensional* de los objetos de la vida real en el comutador *No solo de objetos tridimensionales, y no sólo de objetos de la vida real 2
Qué es? Que arquitecturas de hardware y software debo tener? Cómo dibujo gráficos 2D? Líneas? Curvas? Polígonos? Aliasing? Cómo relleno un olígono? Cómo reresento y dibujo modelos 3D en disositivos de desliegue 2D? Cómo desliego modelos 3D que sean realistas? Iluminación? Texturas? Sombreado? Suavizado? 3
Alicaciones? Juegos de Comutadora / Video (Weee!!!) Alicaciones Científicas Alicaciones y Software ara Ingeniería Educación y Entrenamiento Arte (cine, entre otros) Muchos más... 4
Alicaciones? 5
Alicaciones? 6
Alicaciones? 7
Alicaciones? 8
Alicaciones? 9
Soorte Concetual / Fundamentos Geometría Descritiva / Comutacional Trigonometría Álgebra Matricial / Álgebra Lineal Métodos de interolación Manejo de atrones de colores Estructuras de Datos Arquitectura de Comutadores 10
Comonentes de un Sist. Gráfico Cuál es la naturaleza de este disositivo? 11
qué es un gráfico? qué tios de gráficos existen? naturaleza de un gráfico? 12
Cómo se reresenta una imagen? 13
Cómo se reresenta una imagen? Una imágen/gráfico se reresenta con un conjunto de untos donde cada unto tiene un valor (color) o una intensidad (or ejemlo, en el caso de escalas de grises) 14
Cómo se reresenta una imagen? muchos millones (4.294.967.296) de colores muchos (65.536) colores (256) colores (16) colores (8) colores (4) colores 15
Cómo se reresenta una imagen? de izquierda a derecha: 2 tonos 16 tonos grises 256 tonos grises 16
Raster Vector Vectorial vs Raster? 17
Vectorial vs Raster? 18
Vectorial vs Raster? Cómo dibujar? 19
en qué disositivos se desliegan los gráficos? 20
Tecnologías de Salida (cómo se dibuja una imágen) 21
Tecnologías de Salida 22
Tecnologías de Salida LCD LED Plasma 23
Tecnologías de Salida Kindle aunque con esto no nos vamos a meter... ipad 24
algunas arquitecturas? 25
Arquitecturas CPU Memoria del Sistema Controlador de Video Bus del Sistema Otros Disositivos de E/S 26
Arquitecturas CPU Memoria del Sistema Frame Buffer Controlador de Video Bus del Sistema Otros Disositivos de E/S 27
Arquitecturas Memoria del Procesador de Video CPU Frame Buffer Procesador de Video Controlador de Video Memoria del Sistema Bus del Sistema Otros Disositivos de E/S 28
Arquitectura / Framebuffer Controlador de Video Frame Buffer memoria... 1 2 3 1024 1025 1026 1027 2048 2049 2050 2051 3072 0x00004000 valor ixel-1 0x00004001 valor ixel-2 0x00004002 valor ixel-3 0x00004003 valor ixel-4......... --- 0x0000FFFF valor ixel-n 800... --- --1024... n 29
Qué es? Frame Buffer Controlador de Video El Frame Buffer en el fondo se uede ver como un maa de bits maa de bits? 30
Cómo se reresenta una imagen? RGB 0000... 0000... 0000... R G B RGBA 0000... 0000... 0000... 0000... R G B A (16) colores (8) colores (4) colores 31
Arquitectura / Framebuffer 8 bits or ixel: 256 colores 16 bits or ixel 65536 colores 24 bits or ixel 16 millones de colores 32 bits or ixel 4.294.967.296 colores... 1 2 3 1024 1025 1026 1027 2048 2049 2050 2051 3072... --- 800... --- ---... n 1024 Esto es más de lo que el ojo humano uede diferenciar 32
Arquitectura / Framebuffer or ejemlo: 8 bits or ixel: 00 000 000 R G B Por qué hay más verde y azul que rojo? 33
bien, ero... hasta ahora sólo hemos hablado de gráficos 2D... qué sucede con el 3D? cómo se definen gráficos 3D? cómo se reresentan en 2D? 34
cómo se definen gráficos 3D? cómo se reresentan en 2D?... se acuerdan de sistemas de reresentación? 35
Objetos y observadores 36
Transformando al Observador en una Cámara 37
Transformando al Observador en una Cámara Proyección Escena 3D Cámara / Observador (localizada en el esacio 3D) Resultado 2D 38
Añadiendo Iluminación... La luz añade comlejidades adicionales: sombra, reflejos, colores, etc 39
Añadiendo Iluminación... Cómo se calculan los colores, las sombras, etc? 40
Soorte Concetual / Fundamentos OenGL DirectX / Direct3D Tecnologías que definen APIs que ermiten dibujar rimitivas (untos, líneas, olígonos, curvas, texturas, iluminación, etc) y realizar un conjunto de oeraciones gráficas 41
Soorte Concetual / Fundamentos Alicación Frameworks (Java / Otros) (Scene Grahs) (Ej. Java3D, JMonkeyEng, etc) Frameworks (C/C++) (Scene Grahs) (Ej. Ogre) Bindings (Ej. JOGL)? API API OenGL Direct3D?? 42
Soorte Concetual / Fundamentos Memoria del Procesador de Video Frame Buffer Procesador de Video ( acelerado ) Controlador de Video Oeraciones y rimitivas gráficas imlementadas en el Hardware OenGL Direct3D API API 43
Soorte Concetual / Fundamentos Memoria del Procesador de Video Frame Buffer Procesador de Video Imlementación en Software OenGL Direct3D API API Controlador de Video Oeraciones y rimitivas gráficas imlementadas en Software (mucho más lento que el anterior) 44
...ver transarencias del Prof. Domingo... 45
Gracias Gracias! 46