Геометрические конвейеры

Геометрические манипуляции с примитивами моделирования, например, выполняемые геометрическим конвейером , являются первым этапом в системах компьютерной графики , которые выполняют генерацию изображений на основе геометрических моделей. Хотя геометрические конвейеры изначально были реализованы в программном обеспечении, они стали легко поддаются аппаратной реализации, особенно с появлением сверхкрупномасштабной интеграции (СБИС) в начале 1980-х годов. Устройство под названием Geometry Engine, разработанное Джимом Кларком и Марком Ханной в Стэнфордском университете примерно в 1981 году, стало переломным моментом для того, что с тех пор становится все более популярной функцией в современных системах отображения растровых изображений с синтезом изображений . ^[1]^[2]

Геометрические преобразования применяются к вершинам многоугольников или других геометрических объектов, используемых в качестве примитивов моделирования , как часть первого этапа классического конвейера рендеринга графических изображений, основанного на геометрии . Геометрические вычисления также могут применяться для преобразования полигонов или восстановления нормалей поверхности , а затем для выполнения вычислений освещения и затенения , используемых при их последующей визуализации.

История

Аппаратные реализации геометрического конвейера были представлены в ранней системе Evans & Sutherland Picture System , но, возможно, получили более широкое признание, когда позже были применены в широком спектре продуктов графических систем, представленных Silicon Graphics (SGI). Первоначально аппаратное обеспечение геометрии SGI выполняло простые пространства модели в экранное пространство, преобразования просмотра при этом все освещение и затенение обрабатывались на отдельном этапе аппаратной реализации. В более поздних приложениях с гораздо более высокой производительностью, таких как RealityEngine , они также стали применяться для выполнения части поддержки рендеринга.

Совсем недавно, возможно, в конце 1990-х годов, аппаратная поддержка, необходимая для выполнения манипуляций и рендеринга довольно сложных сцен, стала доступна потребительскому рынку. Такие компании, как Nvidia и AMD Graphics (ранее ATI ), в настоящее время являются двумя ведущими представителями поставщиков оборудования в этой области. Линия GeForce видеокарт . от Nvidia была первой, которая поддерживала полную аппаратную обработку геометрии OpenGL и Direct3D на рынке потребительских ПК, в то время как некоторые более ранние продукты, такие как Rendition Verite, включали аппаратную обработку геометрии через собственные программные интерфейсы В целом, более ранние графические ускорители 3Dfx , Matrox и других полагались на процессор для обработки геометрии.

Этот предмет является частью технической основы современной компьютерной графики и представляет собой комплексную тему, преподаваемую как на уровне бакалавриата, так и на уровне магистратуры в рамках образования в области компьютерных наук .

См. также

Ссылки

^ Кларк, Джеймс (июль 1980 г.). «Специальная функция геометрического процессора СБИС для графики». Компьютер . 13 (7): 59–68. дои : 10.1109/MC.1980.1653711 . S2CID 2428227 .
^ Кларк, Джеймс (июль 1982 г.). «Geometry Engine: геометрическая система СБИС для графики» . Материалы 9-й ежегодной конференции «Компьютерная графика и интерактивные технологии» . стр. 127–133. CiteSeerX 10.1.1.359.8519 . дои : 10.1145/965145.801272 .

[1] Кларк, Джеймс (июль 1980 г.). «Специальная функция геометрического процессора СБИС для графики». Компьютер . 13 (7): 59–68. дои : 10.1109/MC.1980.1653711 . S2CID 2428227 .

[2] Кларк, Джеймс (июль 1982 г.). «Geometry Engine: геометрическая система СБИС для графики» . Материалы 9-й ежегодной конференции «Компьютерная графика и интерактивные технологии» . стр. 127–133. CiteSeerX 10.1.1.359.8519 . дои : 10.1145/965145.801272 .

[1]

[2]