- •101. Ячеечные методы.
- •102. Представление объекта границами.
- •104. Способы применения различных примитивов для формирования цифровых изображений.
- •105. Пространственные комбинации примитивов
- •106. Основные математические действия при формировании сложных цифровых трехмерных поверхностей и объектов.
- •107. Сокращение времени синтеза изображений
- •108. Понятие транспьютерного моделирования трехмерных объектов.
- •109. Принципы использования трехмерной машинной графики для различных отраслей промышленности и жизни.
- •110. Принципы распознавания образов
- •111. Распознавание видеообразов
- •112. Принципы и технологии оживлений изображений на экране компьютера.
- •113. Использование трехмерных объектов в рекламе, анимации и мультипликации.
- •114. Компьютерная имитация изображений объектов природы и окружающей среды.
- •115. Принципы компьютерного моделирования ландшафтной поверхности.
- •116. Видеотренажеры и имитаторы сложных сцен
- •117. Принципы создания цифровых виртуальных тренажеров.
- •118. Восстановление формы скрытых объектов в медицинских исследованиях
- •119. Трехмерные объекты в автоматизированном проектировании в машиностроении.
- •120. Организация синтеза изображений.
- •121. Использование цифровых методов обработки изображений при определении взаимного положения точки и трехмерных объектов
108. Понятие транспьютерного моделирования трехмерных объектов.
Каждый блок в транспьютере имеет четыре очень быстрых последовательных интерфейса, которые называются звеньями. Эти звенья можно использовать для коммуникации с соседними траспьютерами или в качестве интерфейсов на остальные части всей системы. Они легко программируются благодаря некоторым особенностям математического обеспечения. Разрядность выпускаемых фирмой INMOS транспьютеров составляет 32 бита. Транспьютеры Т800 и Т9000 имеют математический сопроцессор, что наряду с оригинальной архитектурой обеспечивает значительно большее быстродействие даже одного такого микропроцессора, чем у известного микропроцессора Pentium. При параллельном включении транспьютеров, судя по проспектам, удается достичь быстродействия 100 млн.оп/.с (восемь траспьютеров). Вычислительная мощность прямо пропорциональна числу используемых транспьютеров.
Распределение памяти между транспьютерами может быть организовано строками (столбцами) или в шахматном порядке. Строковое (столбцовое) распределение позволяет более эффективно использовать ресурс системы, так как при локальных по полю изображения вычислительных перегрузках все транспьютеры используются равномерно.
Транспьютер может быть использован в качестве отдельного самостоятельного устройства, обеспечивающего производительность около 10 млн.оп./с [56]; при этом для программирования используется широкий набор стандартных высокоуровневых языков, так как архитектура транспьютера ориентирована на эффективное применение компиляции.
Алгоритмы машинной графики органично приспособлены к реализации на транспьютерной сети. Например, обратное трассирование лучей обеспечивает полную независимость вычислений для каждого рецептора. Поэтому простейшим построением вычислительной системы является независимое использование отдельных транспьютеров для отдельных рецепторов, или чередующихся отдельных строк (столбцов), или полей, разбросанных в виде шахматного поля. Вычислительная нагрузка на различные части экрана рецепторов распределяется очень неравномерно. Трассирующий луч, не пересекающий объекты сцены, отрабатывается очень быстро, так как процедуры пересечения луча с примитивами завершаются по сокращенному пути из-за отсутствия решений. Поэтому транспьютеры должны быть распределены по экрану как можно равномернее. Удачным построением можно назвать столбцовое (строковое) чередование, что еще удобно и с точки зрения программирования.
Использование параллельных процессоров позволяет добиваться практически приемлемых результатов по быстродействию в задачах машинной графики. Изображение 1024 * 1024 элементов для объекта, состоящего из 500 примитивов (около 2000 поверхностей, из них половина – второго порядка, половина – первого порядка) с тенями, тонами и зеркальностью, реализуется на сети из восьми транспьютеров Т9000 за 10... 15 с. Изображения полигональных полей без теней выполняются за сотые доли секунд, а полигональных сеток – в реальном масштабе времени.