Способи поліпшення візуалізації методом Forward+ рендерінгу
Вантажиться...
Дата
2022
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Головним джерелом в сприйнятті інформації людиною є зір – тобто, графічне подання інформації грає для людини найважливішу роль. Тому для ефективного сприйняття інформації і постає завдання надавати інформацію в візуальному, графічному, вигляді.
Важливим напрямком подання інформації в графічному вигляді є її генерування в реальному часі – рендерінг. Відбувається це на окремому обчислювальному пристрої – графічному процесорі, адже рендерінг графічної сцени важкий процес з точки зору обчислень.
Тому зростає потреба в алгоритмах рендерінгу, що ефективно використовують особливості сучасних графічних процесорів та забезпечують великий рівень візуальної якості результуючого зображення.
Об’єктом дослідження є проблема рендерінгу графічних сцен.
Предметом дослідження є алгоритм обчислення освітленості графічної сцени Forward+.
Мета роботи: покращити швидкодію алгоритму Forward+ рендерінгу при обчисленні освітленості графічної сцени, що здатен відображати напівпрозорі тіні, та розробка застосунку для відображення графічних сцен на основі модифікованого алгоритму.
Наукова новизна полягає в наступному: запропоновано спосіб відображення напівпрозорих тіней, який базується на алгоритмі shadow mapping, що підвищує візуальну якість результуючого зображення. Також запропоновано покращення швидкодії алгоритму Forward+ рендерінгу за рахунок реалізації кластерного освітлення, що дозволяє більш ефективно фільтрувати джерела освітлення, які підлягають обробці, і, відповідно призводить до зменшення часу виконання алгоритму.
Практична цінність отриманих в роботі результатів полягає в підвищенні якості зображення завдяки можливості відображати напівпрозорі тіні та зменшенні часу виконання алгоритму Forward+ рендерінгу, що дозволяє або збільшити кількість джерел освітлення в графічній сцені, або генерувати більшу кількість кадрів за одиницю часу.
Розроблений застосунок рендерінгу графічних сцен має модульну архітектуру та не залежить від вибору графічного процесору, що дозволяє застосовувати його на будь-якому комп’ютері.
Апробація роботи. Основні положення та результати були розкладені на XV науковій конференції магістрантів та аспірантів «Прикладна математика та комп’ютинг» ПМК-2022 (Київ, 16-18 листопада 2022 р.). Також опублікована стаття на конференції «IX Міжнародна науково-технічна Internet-конференція «Сучасні методи, інформаційне, програмне та технічне забезпечення систем керування організаційно-технічними та технологічними комплексами» (Київ, 25 листопада 2022 р.).
Структура та обсяг роботи. Магістерська дисертація складається з вступу, чотирьох розділів та висновків.
У першому розділі проаналізовано предметну область: проблему обчислення освітленості графічних сцен та існуючі алгоритми рендерінгу графічних сцен. Також розглянуто та виявлено недоліки вже існуючих алгоритмів обчислення освітленості графічних сцен.
У другому розділі детально описано алгоритм Forward+ рендерінгу, детально описано та обґрунтовано модифікації алгоритму Forward+ рендерінгу, а сам: оптимізація алгоритму та покращення візуальної якості результуючого зображення.
У третьому розділі проведено аналіз та обґрунтовано вибір мови програмування та доступних на сьогодні інтегрованих середовищ розробки. Окрім цього, розділ містить детальний опис структури та архітектури розробленого застосунку.
У четвертому розділі розглянуто підходи до тестування застосунку та описано як саме зазначені підходи були використані при розробці застосунку та тестуванні фінальних результатів
У висновках представлені результати роботи.
Робота представлена на ХХ аркуші, містить посилання на список використаних літературних джерел.
Опис
Ключові слова
GPU, Forward+, Vulkan, рендерінг
Бібліографічний опис
Денисенко, І. В. Способи поліпшення візуалізації методом Forward+ рендерінгу : магістерська дис. : 123 Комп'ютерна інженерія / Денисенко Іван Віталійович. – Київ, 2022. – 85 с.