BC/NW
2017 № 1 (30):11.2
ИССЛЕДОВАНИЕ И
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ВИЗУАЛИЗАЦИИ СЛОЖНЫХ ТРЕХМЕРНЫХ СЦЕН В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ
Ершов Д.А.,
Орлов Д.А.
В современном
мире широко применяются системы компьютерной визуализации в реальном времени: в
кинематографе, САПР, научных исследованиях, компьютерных играх и системах
виртуальной реальности.
Задача сравнения
различных методов визуализации является актуальной в связи с большим
разнообразием алгоритмов, задач и архитектур вычислительных систем. От правильного
выбора методов визуализации зависит эффективность использования ресурсов
современных многопроцессорных видеоадаптеров.
Рассмотрим
основные методы реалистичной визуализации трехмерных сцен с множеством
источников освещения. Метод упреждающей визуализации сцены (forwardrendering)
[1, 2] заключается в визуализации отдельных объектов с учетом освещенности от
каждого источника света. Однако, при большом
количестве источников света данный метод не способен обеспечить приемлемую
производительность и эффективность.
Метод
отложенного освещения (deferredshading) [1, 2]
представляет иной подход к визуализации, который заключается в построении для
каждого пикселя сцены G-буфера (geometrybuffer) [1],
содержащего всю информацию для вычисления итоговой освещенности и цвета только
видимых фрагментов. Этот метод позволяет отделить геометрическую сложность
сцены от расчета ее освещенности, но имеет свои недостатки, справиться с
которыми позволяет метод отложенной визуализации с предварительным расчетом
освещенности (lightpre-passrenderer)[1].
Целью данного
исследования являются: разработка реализации представленных методов с
использованием библиотеки OpenGL (OpenGraphicsLibrary)
[2], проведение сравнительного анализа затрат времени на обработку одного
кадра, загруженности процессора, памяти видеоадаптера и определение критериев
применимости каждого из методов для конкретных типов визуализации.
В докладе
приводятся результаты проведенного исследования.
Литература
1. EngelW. GPUPro 4:
AdvancedRenderingTechniques. CRCPress, 2013.
2. Вольф Д. OpenGL
4. Язык шейдеров. Книга рецептов / пер. с англ. А.Н.
Ки-
селева. М.: ДМК
«Пресс», 2015.
ИССЛЕДОВАНИЕ
И ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ВИЗУАЛИЗАЦИИ СЛОЖНЫХ ТРЕХМЕРНЫХ СЦЕН В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ
Д.А.
Ершов, студ.; рук. Д.А. Орлов, к.т.н., доц. (НИУ «МЭИ»)
Примеры
систем компьютерной визуализации
Autodesk Maya
Ре́ндеринг (англ. rendering — «визуализация») — термин в компьютерной
графике, обозначающий процесс получения изображения по модели с помощью
компьютерной программы.
Визуализация
— один из наиболее важных разделов в компьютерной графике, и на практике он
тесным образом связан с трёхмерным моделированием и анимацией.
В
зависимости от цели, различают пре-рендеринг, как
достаточно медленный процесс визуализации, применяющийся в основном при
создании видео, и рендеринг в режиме реального
времени, например, в компьютерных играх.
Графический
конвейер
Графический
конвейер
Метод
упреждающей (прямой) визуализации
Метод
отложенного освещения
Метод
отложенной визуализации с предварительным расчетом освещенности
Сравнение
методов
Сравнение
методов