Trimatės grafikos spartintuvai

Per pastaruosius keletą metų kompiuterinė grafika smarkiai pažengė į priekį, aplenkdama net Mūro dėsnį. Šiuolaikiniai trimatės grafikos spartintuvai gali saugoti ir apdoroti milžiniškus informacijos kiekius – 128MB video atminties jau tapo norma, o spartintuvai gali atvaizduoti šimtus milijonų trikampių per sekundę. Dar daugiau – šiuolaikiniai spartintuvai yra programuojami ir atlieka slankaus kablelio operacijas kiekvienam vaizduojamam taškui. Dėl milžiniškos skaičiuojamosios galios jie pradedami naudoti ir su grafika nesusijusiose srityse (vaizdų apdorojime, matriciniuose skaičiavimuose ir t.t.).
Šiame darbe trumpai pristatomi trimatės grafikos spartintuvai. Apžvelgiama jų architektūra, funkciniai įtaisai, konvejeriai, registrai, naudojamos išlygiagretinimo ir našumo padidinimo priemonės. Teoriškai įvertinama spartintuvų skaičiavimo galia ir pristatomi spartintuvais atliekami bendro pobūdžio skaičiavimai.
Įprastas trimačio vaizdo spartintuvas – specialios paskirties plokštė, dedama į asmeninį kompiuterį. Šiame darbe kalbama apie šiuolaikinius paprastiems vartotojams skirtus nebrangius spartintuvus. Konkrečiuose pavyzdžiuose pateikiami ATi R300/R350 grafinių procesorių duomenys; šie procesoriai yra gana nauji (R300 – 2002 rugpjūtis, R350 – 2003 balandis), ir naudojami Radeon 9500-9800 spartintuvų serijoje.
• Vaizduoja trikampius. Trikampis pasirinktas kaip universaliausia ir patogiausia skaičiavimams trimatės erdvės figūra, sudėtingesnės figūros susideda iš daugelio atskirų trikampių. Trikampį sudaro trys viršūnės, nusakomos kokiais nors duomenimis (pvz., 3D pozicija, paviršiaus normalės vektoriumi, ir t.t.). Viršūnių apdorojimą (transformavimą) galima programuoti (vertex shader).
• Trikampius padengia tekstūromis, ir atlieka programuojamus skaičiavimus kiekvienam vaizduojamam taškui (pixel shader).
• Atlieka neprogramuojamas operacijas: tekstūrų filtravimą, Z-buferizaciją, perspektyvos skaičiavimą, ekrano taškų “suliejimą”, trikampių suskaidymą ir t.t.
Trimačio vaizdo spartintuvas “savaime” neatlieka tokių skaičiavimų, kaip šešėliai, atspindžiai, modelių animacija ir t.t. – visa tai išreiškiama tekstūruotais trikampiais. Pagrindinė spartintuvo paskirtis – trimatė grafika, tačiau jį galima panaudoti ir su grafika nesusijusiose srityse.
Architektūra
Grafinė sistema iš esmės yra multiprocesorinė sistema – joje veikia centrinis kompiuterio procesorius (CPU) ir grafikos spartintuvo procesorius (Graphics Processing Unit – GPU). Kiekvienas jų atskirai gali būti traktuojamas kaip multiprocesorinė sistema: CPU turi atskirus funkcinius įtaisus ir/arba HyperThreading; GPU turi viršūnių, fragmentų apdorojimo įtaisus...

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!