1. Инициализация Direct3DCreate8 (результат: ID3D8)

2. Создание графического устройства CreateDevice (результат: ID3DDevice). Необходимые параметры:

   • код устройства

   • режим графического ускорителя

   • взаимодействие с оконной системой / полный экран

   • количество фоновых буферов

3. Очистка буферов id3dDevice::Clear

4. Задание сцены

5. ID3DDevice8::Present

6. Освобождение ресурсов Release

Задание сцены:

• IDirect3DVertexBuffer

• IDirect3DDevice::SetViewPort — преобразование мировых координат в экранные

• IDirect3DDevice::SetTransform — преобразование мировых координат в мировые

• IDirect3DDevice::SetLight

• IDirect3DDevice::LightEnable

57. Аппаратная архитектура графических ускорителей. Графический конвейер

Графический ускоритель — аппаратная реализация алгоритмов.

• Вход: положение объектов, камеры, освещение

• Выход: растр.

Работа графического конвейера:

• выборка, распаковка (координаты, α-канал, индекс-палитры и пр. приводятся к унифицированному формату)

• процессор вершин (преобразование мировых координат в экранные, заливка Гуро/Фонг)

• пост-буфер вершин (вычисление списка уникальных вершин, построение их триад - позволяет избежать повторных вычислений)

• установка треугольников (проверка видимости, отсечение)

• разбиение и установка фрагментов (определение нормали и текстуры для каждого треугольника, эффекты, интерполяция)

• процессор фрагментов (вычисление текстуры и итогового цвета для каждого пикселя)

• смешивание (blending)

• запись в кадр (формирование выходного буфера)

58. Особенности скоростной обработки данных в графических ускорителях

Особенности обработки:

• Векторные вычисления могут реализоваться аппаратно на уровне процессора и шины (4-х компонентная для графических данных)

• Вычисления независимы друг от друга (SIMD)

• Используется несколько АЛУ => несколько операций выполняются за один такт

• Ориентация на вычисления: так как проверки условий в основном дают одинаковый результат, то на несколько АЛУ выделяется одно управляющее устройство (проверяет условия)

• Потоковый характер вычислений, буферизация: данные идут в одном направлении, разделяются на потоки по типу информации и по направлению.

59. Шейдеры

Шейдеры — подпрограммы для собственной реализации процессоров вершин и фрагментов.

Графический конвейер не позволяет:

• создавать эффекты

• моделировать мелкие детали (микрорельеф)

Решения:

• Вершинный шейдер (процессор вершин)

• Вход: вершины и их параметры

• Выход: вершины в экранных координатах.

• Пиксельный шейдер (процессор фрагментов)

• Вход: пиксель, его координаты, привязка к текстуре, нормаль и др.

• Выход: цвет этого пикселя

Языки программирования шейдеров:

• DirectX asm

• GLSL (C-like for OpenGL)

• Cg (C for Graphics)

• HLSL (C-like; модифицированный Cg для DirectX)

  • Особенности:

    • Нет рекурсии

    • Нет передачи по ссылке

    • Все функции — inline (вызов функции компилятор заменяет телом функции)

    • Готовый шейдер можно загрузить, скомпилировать и отправить в конвейер

  • Модификаторы:

    • static (~ private)

    • uniform (~public)

    • const (~const)

    • shared (~ public volatile)

• Профессиональные

  • RenderMan

  • Gelato

Хозяйке на заметку:

• Технология CUDA позволяет выполнять неграфические вычисления с помощью графического процессора.

Нефотореалистичная компьютерная графика

60. Цели и задачи нефотореалистичной компьютерной графики. Артефакты и их классификация

Причины создания НФР:

• человекорисунки приятнее на вид, чем точные модели

• их акценты человечнее

Цели НФР:

• имитация ИИ (а-ля тест Тьюринга в графике)

• исследование дизайна

• анализ восприятия (т.е. как прикладной инструмент для психологов)

Артефакты — отличия реального изображения от компьютерного (например, размытие, эффект Гало, нерезкость). Виды:

• артефакты модели (входных данных)

• артефакты алгоритма

• артефакты рисования графических примитивов

• артефакты закраски и текстурирования

• артефакты невидимых линий

• артефакты освещения

• артефакты проецирования

Цели внесения артефактов:

• сокрытие второстепенных деталей

• акцентирование важных деталей

• подчёркивание разницы (контрасты)