Презентация, с которой я выступал на конференции Графикон 2009.

1. Обзор программных средств Майкрософт для графики и визуализации: коммерческой, игровой, научной Сошников Дмитрий Валерьевич, к.ф.-м.н., доц.dmitryso@microsoft.com http://twitter.com/shwars

2. О чём доклад? Средства для пользователей Microsoft Expression PhotoSynth / GeoSynth Deep Zoom Image Composite Editor Средства для разработчиков DirectX XNA Game Studio Silverlight / WPF Дополнительно Научные расчёты и визуализация на F# Проекты Microsoft Research

3. Microsoft Expression Studio

4. Место Expression в разработке

5. PhotoSynth – http://photosynth.net

6. GeoSynth - http://www.vexcel.com 4D-визуализация (3D + время)

7. SeaDragon – http://seadragon.com 83 megapixel!

8. Deep Zoom Composer

9. Microsoft ICE: Image Composite Editor

10. Эволюция DirectX XNA Game Studio – не только для игр!

11. Архитектура XNA XNA Game Studio XNA Framework

12. Архитектура XNA Content Code Components XACT XINPUT XContent Direct3D Graphics Audio Input Math Storage Application Model Content Pipeline Starter Kits Legend Community XNA Provides You Provide Games Extended Framework Core Framework Platform

13. Пример void DrawModel(Model M, Vector3 rotation, Vector3 scale, Vector3 position) { foreach(ModelMesh mesh in M.Meshes) { foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects) { effect.EnableDefaultLighting(); effect.PreferPerPixelLighting = true; effect.World = Matrix.CreateFromYawPitchRoll(rotation.Y,rotation.X,rotation.Z) * Matrix.CreateScale(scale) * Matrix.CreateTranslation(position); effect.Projection = cameraProjectionMatrix; effect.View = cameraViewMatrix; } mesh.Draw(); } }

16. F# как язык научных расчётов Сколько строк кода для построения фрактала?

17. Множество Мандельброта let rec rpt n f = if n=0 then fun x->x else f >> (rpt (n-1) f);; let mandelf (c:Complex) (z:Complex) = z*z+c;; let ismandel c = Complex.Abs(rpt 20 (mandelf c) (Complex.zero))<1.0;; letscale (x:float,y:float) (u,v) n = float(n-u)/float(v-u)*(y-x)+x;; let form = let image = new Bitmap(400, 400) let lscale = scale (-1.2,1.2) (0,image.Height-1) for i = 0 to (image.Height-1) do for j = 0 to (image.Width-1) do let t = complex (lscale i) (lscale j) in image.SetPixel(i,j,ifismandel t then Color.Black else Color.White) let temp = new Form() temp.Paint.Add(fun e -> e.Graphics.DrawImage(image, 0, 0)) temp

18. Научная визуализация в F# let form = new SmoothForm(Visible = true, TopMost = true) let renderer = new DirectXRenderer(form) renderer.DrawScene.Add(fun _ -> renderer.DrawCubeAxis()) renderer.DrawScene.Add(fun _ -> renderer.SetupLights()) let mutable view = { YawPitchRoll = Matrix.RotationYawPitchRoll(0.0f,0.0f,0.0f); Focus = scale 0.5f (X1 + Y1 + Z1); Zoom = 4.0 } renderer.DrawScene.Add(fun _ -> renderer.SetView(view)) let mutable ff = (fun (t:float32) x y -> x * (1.0f - y)) let mutable range = (0.0f,1.0f) let mutable mesh = BaseMesh.Grid(20,20) let scalef (min,max) (z:float32) = (z-min) / (max-min) let theFunction t x y = ff t x y |> scalef range renderer.DrawScene.Add(fun t -> renderer.DrawSurfacemesh (theFunction t))

19. VS Lab - http://vslab.codeplex.com/

20. Параллелизм и асинхр. I/O в F# using System; using System.IO; using System.Threading; public class BulkImageProcAsync { public const String ImageBaseName = "tmpImage-"; public const intnumImages = 200; public const intnumPixels = 512 * 512; // ProcessImage has a simple O(N) loop, and you can vary the number // of times you repeat that loop to make the application more CPU- // bound or more IO-bound. public static intprocessImageRepeats = 20; // Threads must decrement NumImagesToFinish, and protect // their access to it through a mutex. public static intNumImagesToFinish = numImages; public static Object[] NumImagesMutex = new Object[0]; // WaitObject is signalled when all image processing is done. public static Object[] WaitObject = new Object[0]; public class ImageStateObject { public byte[] pixels; public intimageNum; public FileStreamfs; } public static void ReadInImageCallback(IAsyncResultasyncResult) { ImageStateObject state = (ImageStateObject)asyncResult.AsyncState; Stream stream = state.fs; intbytesRead = stream.EndRead(asyncResult); if (bytesRead != numPixels) throw new Exception(String.Format ("In ReadInImageCallback, got the wrong number of " + "bytes from the image: {0}.", bytesRead)); ProcessImage(state.pixels, state.imageNum); stream.Close(); // Now write out the image. // Using asynchronous I/O here appears not to be best practice. // It ends up swamping the threadpool, because the threadpool // threads are blocked on I/O requests that were just queued to // the threadpool. FileStreamfs = new FileStream(ImageBaseName + state.imageNum + ".done", FileMode.Create, FileAccess.Write, FileShare.None, 4096, false); fs.Write(state.pixels, 0, numPixels); fs.Close(); // This application model uses too much memory. // Releasing memory as soon as possible is a good idea, // especially global state. state.pixels = null; fs = null; // Record that an image is finished now. lock (NumImagesMutex) { NumImagesToFinish--; if (NumImagesToFinish == 0) { Monitor.Enter(WaitObject); Monitor.Pulse(WaitObject); Monitor.Exit(WaitObject); } } } public static void ProcessImagesInBulk() { Console.WriteLine("Processing images... "); long t0 = Environment.TickCount; NumImagesToFinish = numImages; AsyncCallbackreadImageCallback = new AsyncCallback(ReadInImageCallback); for (inti = 0; i < numImages; i++) { ImageStateObject state = new ImageStateObject(); state.pixels = new byte[numPixels]; state.imageNum = i; // Very large items are read only once, so you can make the // buffer on the FileStream very small to save memory. FileStreamfs = new FileStream(ImageBaseName + i + ".tmp", FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read, 1, true); state.fs = fs; fs.BeginRead(state.pixels, 0, numPixels, readImageCallback, state); } // Determine whether all images are done being processed. // If not, block until all are finished. boolmustBlock = false; lock (NumImagesMutex) { if (NumImagesToFinish > 0) mustBlock = true; } if (mustBlock) { Console.WriteLine("All worker threads are queued. " + " Blocking until they complete. numLeft: {0}", NumImagesToFinish); Monitor.Enter(WaitObject); Monitor.Wait(WaitObject); Monitor.Exit(WaitObject); } long t1 = Environment.TickCount; Console.WriteLine("Total time processing images: {0}ms", (t1 - t0)); } } let ProcessImageAsync () = async { let inStream = File.OpenRead(sprintf "Image%d.tmp" i) let! pixels = inStream.ReadAsync(numPixels) let pixels' = TransformImage(pixels,i) let outStream = File.OpenWrite(sprintf "Image%d.done" i) do! outStream.WriteAsync(pixels') do Console.WriteLine "done!" } let ProcessImagesAsyncWorkflow() = Async.Run (Async.Parallel [ for i in 1 .. numImages -> ProcessImageAsynci ])

21. Проекты Microsoft Research Image & Video Editing @ MSR Cambridge AutoCollage HD View http://www.worldwidetelescope.org

22. Майкрософт в России MSR Организация/поддержка научных мероприятий Программы научной стажировки и академического обмена Совместные научные проекты Департамент стратегических технологий Организация технологических мероприятий, конференций Поддержка при использовании технологий в учебном процессе и студенческих проектах Студенческие конкурсы (Imagine Cup) Студенты-партнёры (MSP, Microsoft Student Partners) Бесплатное программное обеспечение (вкл.исходный код ядра Windows)

23. Выводы Обзор интересных графических технологий как для пользователей, так и для тех, кто пишет код Майкрософт предлагает как готовые технологии, так и интересные идеи в разработке .NET – удивительная платформа, которая позволяет объединять в едином проекте различные инструменты для графики и вычислений F#, .NET Parallel Extensions, Windows CCS, Windows Azure – для параллельных вычислений XNA, Silverlight, WPF – для визуализации WCF – для коммуникации в модели вычислений S+S

24. СошниковДмитрий Валерьевич E-mail: dmitryso@microsoft.com Blog: http://blogs.msdn.com/sos Twitter: http://twitter.com/shwars VKontakte: http://vkontakte.ru/id3796212 Координатор академических программ Департамента стратегических технологий Майкрософт Россия Доцент каф. Вычислительной математики и программирования МАИ Доцент каф. Управления разработкой программного Обеспечения ГУ ВШЭ