Bilgisayar bir nesneyi ekrana nasıl dönüştürür?


18

Tüm bilgisayar grafikleri çokgenler kullanılarak mı oluşturuluyor? Demek istediğim, bazı bilgisayar geometrileri matematiksel olarak denklemler şeklinde (örneğin, CAD yazılımı) temsil edilir.

Bilgisayar, görselleştirmeyi ekrana tam olarak getirmeden önce bu geometrileri mozaiklemek zorunda mı yoksa bir nesneyi mozaiklemeden görüntüyü ekrana getirmenin başka yöntemleri var mı?

Düzenleme: GPU'ya daha çok odaklanmış sanırım. GPU ne kadar yapar? Ne tür girdi dozuna ihtiyaç duyuyor, yani GPU'nun hangi model biçimlerini kullandığı? doğrudan mükemmel bir matematiksel gösterimi kullanabilir mi yoksa gerçekten GPU'yu taramak veya dozlamak için oluşturmadan önce modelin kendisinin oluşturduğu dozu başlatacak bir mozaikli modele ihtiyaç duyabilir mi?

Ayrıca, mozaikleme ile kastettiğim, bir bilgisayarın bir nesnenin matematiksel bir temsilini çokgenlerin yüzeysel bir yaklaşımına bölme biçimidir (neredeyse her zaman üçgenler). Ne kadar çok çokgen kullanılırsa, yüzey gerçek nesneye o kadar yakın olur.


4
Böyle bir sorgulayıcı soru!
r0ca

Yanıtlar:


2

Bu, @ nik'in cevabı hakkındaki yorumunuzu takip ediyor:

CAD sistemlerinin büyük çoğunluğu modellerini oluşturmak için çokgenler (kuyu üçgenleri) kullanır.

Modelleri, örneğin CSG (Yapıcı Katı Geometri) veya B-rep (Sınır Gösterimi) modellerine dayalı olarak çeşitli şekillerde depolarlar , ancak bunların gösterilmesi söz konusu olduğunda bunlar yüzleşecek ve çizim için GPU'ya gönderilen üçgenler olacaktır. .

Her sistemin, modeli üçgenlere ayırmak için kendi çözümü olacak.


7

Bu soruya ne kadar merak ettiğinizden emin değilim,
ama genel olarak sizi Wikipedia Bilgisayar Grafikleri sayfasına yönlendiririm.

Orada da Bilgisayar Grafiğinin ve Animasyonun Eleştirel Bir Tarihi bağlantısı var.
İlgi bölümlerine içerik sayfasından atlayabilirsiniz.


Güncelleme: Sorunuzun bu UnlimitedDetail sitesiyle ilgili kavramlara dayanıp dayanmadığını merak ediyorum .

Günümüzde çoğu 3B grafik, çokgen sistemi denilen şeye dayanmaktadır; poligon denilen küçük düz şekillerden şeyleri çıkaran bir sistem.

...

3D grafiklerde kullanılan üç güncel sistem Ray izleme, çokgenler ve nokta bulutu / voksellerdir, hepsinin güçlü ve zayıf yönleri vardır. Çokgenler hızlı çalışır ancak zayıf geometrisi vardır, Ray-trace ve vokseller mükemmel geometriye sahiptir ancak çok yavaş çalışır.

vb...


Bilgisayar Grafikleri ve Animasyonun Kritik Tarihinden bahsetmek için +1. okumak çok ama çok ilginç ;-)
Diskilla

Merak düzeyim genellikle çok derinlere iniyor, fikrin ardındaki matematiğe kadar iniyor (böyle ayrıntılı bir cevap beklemiyor olmama rağmen, genel olarak bir GPU'nun ne kullandığını bilmek istiyorum). Sorumun neye benzediği ile ilgili olarak, özellikle CAD yazılımı ve onların matematiksel modelleri ile ekranda gördükleriniz arasında nasıl bir dönüşüm yaptıkları (GPU görüntülemesi ile) ile ilgilidir. Niye ya? Ben sadece merak ediyorum.
Faken

2

GPU'nun mekaniğine ve görüntü oluşturma tekniklerine gerçekten derinlemesine girmek istiyorsanız, aşağıdaki kitap çevrimiçi olarak bulunabilir:

GPU Gems 3, Addison-Wesley Professional (12 Ağustos 2007)

GPU Gems 3, NVIDIA'daki Geliştirici Eğitim Müdürü Hubert Nguyen tarafından düzenlenmiştir. Hubert, şu anki yerine geçmeden önce NVIDIA Demo Ekibinde çalışan bir grafik mühendisidir. Çalışmaları GPU Gems (Addison-Wesley, 2004) ve GPU Gems 2'nin kapaklarında yer aldı.

GPU Gems 3, son teknoloji GPU programlama örnekleri koleksiyonudur. Veri paralel işlemeyi işe koymakla ilgilidir. İlk dört bölüm, geometri, aydınlatma ve gölgeler, görüntü oluşturma ve görüntü efektleri alanlarında grafiklere özel GPU uygulamalarına odaklanır. Beşinci ve altıncı bölümlerdeki başlıklar, artık veri paralel GPU teknolojisiyle ele alınabilecek somut olmayan uygulamalara dair somut örnekler sunarak kapsamı genişletmektedir. Bu uygulamalar, katı cisim simülasyonundan sıvı akış simülasyonuna, virüs imza eşleştirmesinden şifreleme ve şifre çözme işlemlerine ve rastgele sayı üretiminden Gaussian'ın hesaplanmasına kadar çeşitlilik gösterir.

Önceki basımlar ayrıca çevrimiçi ve hala okumaya değer.

GPU Gems: Randima Fernando, Mart 2004 tarafından düzenlenen Gerçek Zamanlı Grafikler için Programlama Teknikleri, İpuçları ve Püf Noktaları

GPU Gems 2: Grafik ve Hesaplama Yoğun Programlama Teknikleri, Matt Pharr tarafından düzenlenmiştir, Mart 2005

Wolfgang Engel, Jack Hoxley, Ralf Kornmann, Niko Suni ve Jason Zink, Aralık 2008

Sonuncusu, kitabın düzensiz bir taslağıdır, ancak yerlerde çok değerlidir. Jack Hoxley'in aydınlatma bölümü, çalışma gölgelendirici kodu ile birlikte çeşitli aydınlatma modellerinin ayrıntılı açıklamalarını sunar.


1

Bir şeyi tamamen kaldırmak, çokgen kullandığınız anlamına gelir. Sanatçılar tarafından bile kullanılıyor. Poligon düzlem şekil anlamına gelir. Üç boyutlu bir şey oluşturmak için her zaman birkaç çokgen alır ve bir araya getirirsiniz. Ne kadar çok düzlem figürü kullanırsanız, üç boyutlu figürünüze o kadar fazla detay ekleyebilirsiniz. Denklemler, örneğin nesnenin parlaklığı gibi şeyleri hesaplamak için kullanılır.

Bu prosedürü tam olarak anlamak için, daha önce bahsettiğim Wikipedia makalesini okumalısınız .

düzenleme: Artık "bir nesneyi tesselate" ile ne demek istediğinizi yorumlamam konusunda artık emin değilim. Mümkünse, ayrıntılı olarak açıklayabilir misiniz?


Mozaikleme ile kastettiğim, katı bir cismin, bir cismin yüzeyini yaklaşık olarak belirleyen bir dizi düz çokgene (neredeyse her zaman üçgenler) bölünmesidir. Üçgenlerin sayısı arttıkça, temsil nesnenin gerçek yüzeyine o kadar yakındır.
Faken

1

Hesaplama tarihi boyunca, farklı GPU'lar, zaman içinde yeni ve daha ilginç API'lerin uygulanmasının yanı sıra, monitörlerin çözünürlüğünü, doğruluğunu, yenileme hızını ve özelliklerini dikkate alarak, işleri farklı şekillerde uygulamışlardır.

Örneğin, bazı GPU'lar tam 3D dünya görüşü sunum arabirimleri sağlarken, diğerleri daha az yeteneklidir.

ASIC'ler (ve ötesi) GPU'ların bugün sihirlerini nasıl yaptıklarının kalbinde yer almaktadır. Tamamen çalışan sanal makineleri bir sub-rutin olarak silikonlara yerleştirme yeteneği tüm sihirleri gerçekleştiren şeydir. Tasfiyenin ötesinde, yüzey haritalama, gölgeleme ve hepsi GPU mantığında ele alınan çok daha fazlası var.

Bu yardımcı olur umarım!
-pbr

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.