Δημιουργία, μελέτη και βελτιστοποίηση φωτορεαλιστικών απεικονίσεων πραγματικού χρόνου με χρήση προγραμματιζόμενων επεξεργαστών γραφικών

• Main Author: Σταυρόπουλος, Ασημάκης
• Other Authors: Τσακαλίδης, Αθανάσιος
• Language: gr
• Published: 2009
• Subjects: Κάρτες γραφικών; Αλγόριθμοι σκίασης; Γραφικά πραγματικού χρόνου; 006.677 3; Graphics processing units (GPUs); Shading; Shaders; Real time graphics
• Online Access: http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/1898

Οι προγραμματιζόμενοι επεξεργαστές γραφικών (Graphics Processing Units - GPUs), είναι πανίσχυροι παράλληλοι επεξεργαστές και πλέον υπάρχουν σε κάθε σύγχρονο προσωπικό υπολογιστή (PC). Οι GPUs αναλαμβάνουν κι επιταχύνουν την σχεδίαση δισδιάστατων και τρισδιάστατων γραφικών στην οθόνη του υπολογιστή. Η εξέλιξή τους είναι τόσο ραγδαία τα τελευταία χρόνια, που πλέον ξεπερνούν σε πολυπλοκότητα τις σύγχρονες κεντρικές μονάδες επεξεργασίας (CPUs), ενώ είναι ικανές να επιταχύνουν εκτός από γραφικά κι άλλες απαιτητικές σε επεξεργαστική ισχύ εφαρμογές, όπως είναι η τεχνητή νοημοσύνη και η προσομοίωση φυσικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ αντικειμένων (συγκρούσεις, εκρήξεις, προσομοίωση κίνησης υγρών) κ.α. Σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας είναι η δημιουργία, η μελέτη και η βελτιστοποίηση αλγορίθμων σκίασης με χρήση GPUs. Ο όρος σκίαση (shading) αναφέρεται στην αλληλεπίδραση του φωτός με τα αντικείμενα ενός εικονικού περιβάλλοντος. Παρουσιάζονται τα εργαλεία (APIs) και οι γλώσσες προγραμματισμού των GPUs καθώς και τρόποι βελτιστοποίησης της εκτέλεσης των σκιάσεων που είναι ένα θέμα μείζονος σημασίας σε προσομοιώσεις πραγματικού χρόνου. === Graphics processing units (GPUs), are powerful parallel processors and today are found in every modern Personal Computer (PC). The GPUs accelerate the drawing of two and three dimensional graphics on the monitor of the PCs. The evolution of this hardware is very rapid the last decade and today these circuits are more complex than CPUs. They are capable of accelerating many demanding applications except graphics, like Artificial Intelligence and Physics Simulation. The purpose of this thesis is to implement, study and optimize the execution of shading algorithms that run on GPUs in real time. The term shading refers to the interactions between light and the material of every object in a virtual three dimensional environment. In this thesis we present the tools, the programming languages and techniques for optimizing the execution of the shaders which is a matter of major importance in real time simulations.