Rendering e Placas Graficas

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Apresentação para o 1º International Symposium on Interactive Game and Simulation.
Data: 29 de novembro de 2010
Local: Campus Marquês de Paranaguá da PUC-SP.
Tema: Rendering e Placas Graficas
Alunos: Luiz Gustavo de Sousa

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Rendering e Placas Graficas

  1. 1. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais
  2. 2. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais
  3. 3. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Processo de gerar uma imagem a partir de um modelo › Modelo é a descrição de um objeto 3D, informando geometria, ponto de visão, textura, luz e shader
  4. 4. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  É usado em: › Arquitetura › Simuladores › Filmes › Efeitos Especiais › Jogos
  5. 5. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Pode ser feito previamente › Arquitetura › Filmes › Efeitos Especiais  Com isso se usa o processamento para gerar um resultado final
  6. 6. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Pode ser feito em tempo real › Simuladores › Jogos  Nestes casos, os cálculos são efetuados em tempo real, exigindo alto desempenho e resposta rápida
  7. 7. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Shading › Comportamento da Iluminação  Texture mapping › Aplicação da textura  Bump Mapping › Simulação de relevos simples  Fog › A interceptação da luz na atmosfera  Shadows › Criação de sombras
  8. 8. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Soft Shadows › A variação de sombra de acordo com a quantidade de luz  Reflexão › Simulação de superfície reflexiva  Transparência (óptica e gráfica) e Opacidade › Transmissão de luz através de objetos sólidos  Translucência › Alta disperção de luz através de objetos sólidos  Refração › Curvatura da luz associada a transparência
  9. 9. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Difração › Dobra, disperção e interferência da passagem de luz por um objeto ou abertura  Iluminação Indireta › Iluminação gerada a partir da reflexão de outras superfícies  Caustics › Luminosidade a partir de objeto ou de luz através de objeto  Depth of Field › Simulação de Foco Fotográfico  Motion Blur › Desfoque por velocidade
  10. 10. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Non-photorealistic rendering › Simulação de desenho ou pintura
  11. 11. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Rasterização › Projeta a geometria para um ponto de visão  Ray Casting › Além de projetar, trabalha a luminosidade de acordo com o ponto de visão
  12. 12. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Ray Tracing › Semelhante a Ray casting, é mais aprimorado e contém mais recursos  Radiosidade › Aplicada em conjunto a uma das outras técnicas, calcula a passagem de luz até a superfície
  13. 13. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Tarefa de tornar uma imagem descrita em uma imagem vetorial 3D em 2D  Também aplicada para converter uma imagem vetorizada em uma imagem bitmap.
  14. 14. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Transformation › Manipulação da posição, rotação e translação dos vértices de acordo com o ponto de visão
  15. 15. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Pré-Vertex Lighting › Calculo da iluminação nos vértices dos polígonos processados, sendo então interpolados durante a rasterização.  Viewing Transformation › Transforma coordenadas de um mundo 3D para a posição e orientação de uma câmera virtual
  16. 16. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Primitive Generation › Geração de novas primitivas a partir da transformação gerada pelo ponto de vista da câmera  Projection Transformation › Mapeamento dos planos de volume de visão da câmera para os planos que formam o Clip Space
  17. 17. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Clipping › Descarte das primitivas não vistas pela cena  Viewport Transformation › Nova transformação para adequação a resolução da tela
  18. 18. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Rasterização › Projeção da imagem 3D no ambiente 2D através da coordenada dos pixels.  Texturing › Aplicação de textura baseada nos valores de interpolação dos vértices durante a rasterização
  19. 19. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Display › Exibição no monitor
  20. 20. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Graphics Processing Unit › Unidade de Processamento Grafico › Responsável por calcular e processar o que será exibido na tela  Criada para aliviar o processador do processamento gráfico › Renderização
  21. 21. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Clock › GPU’s tem clock, visto que são processadores › O clock indica a quantidade de dados que ela é capaz de processar › 300Hz = 300 pulsos de clock / segundo › 600MHz = 600 milhões de pulsos de clock/s
  22. 22. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Resolução e Cores › MDA (Monochrome Display Adapter): 80 colunas com 25 linhas de caracteres, duas cores › CGA (Color Graphics Adapter): 320x200 a 640x200 pixels com até 4 cores ao mesmo tempo entre 16 disponíveis; › EGA (Enhanced Graphics Adapter): 640x350 com 16 cores ao mesmo tempo dentro de 64 possíveis; › VGA (Video Graphics Adapter): 640x480 e 256 cores simultaneamente ou 800x600 com 16 cores ao mesmo tempo; › SVGA (Super VGA): 800x600 em diante, com cor em até 32bits (4.294.967.296 Cores)
  23. 23. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Memoria › Funciona assim como uma memória Ram, armazenando aquilo que a GPU tem de processar
  24. 24. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Pixel Shader › Usado para luz, reflexo e sombras › Consiste na manipulação dos pixels  Vertex Shader › Semelhante ao Pixel Shader, mas manipula vértices em tempo real › Usado para deformações em tempo de render
  25. 25. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Pixel Shader
  26. 26. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Vertex Shader
  27. 27. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Texture Mapping Unit › Trata de rotacionar e manipular a imagem de acordo com a posição a ser empregada como textura  V-Sync › Sincroniza a quantidade de frames a velocidade de atualização do monitor, evitando cortes de imagem
  28. 28. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Antialiasing › Suavização de serrilhado em bordas  Anisotropic Filtering › Aumento de nitidez em texturas
  29. 29. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Antialiasing
  30. 30. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Anisotropic Filtering
  31. 31. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Como integrar? › API’s  DirectX  OpenGL
  32. 32. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Atualmente na versão 11 › Suporte a Ray Tracing › Suporte a Pixel Shader 4.1 › Aprimoração em texturas e Antialiasing
  33. 33. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Atualmente na versão 4.0 (estável)  De código aberto
  34. 34. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Para que serve › Programação de Shaders (Pixel e Vertex) principalmente, atuando diretamente na GPU  Foi criada para aumentar a abstração da programação, substituindo o Assembly por C
  35. 35. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  Onde isto se encaixa no render? › Cg é usada em conjunto com bibliotecas OpenGL e DirectX, visto que não gerencia o render sozinha › Aproveitando dos recursos das bibliotecas da API, consegue obter melhor resultado em conjunto com a GPU
  36. 36. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais  É usada em: › Crystal Space › Far Cry › OGRE › Unity game engine › Virtools Dev › Enemy Territory: Quake Wars
  37. 37. Luiz Gustavo de Sousa Professor Donizetti Louro Jogos Digitais

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