rendering e placas graficas

Luiz Gustavo de SousaProfessor Donizetti Louro

Jogos Digitais


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


Jogos Digitais

É usado em:

› Arquitetura

› Simuladores

› Filmes

› Efeitos Especiais

› Jogos


Jogos Digitais

Pode ser feito previamente

› Arquitetura

› Filmes

› Efeitos Especiais

Com isso se usa oprocessamento para gerar um resultado final


Jogos Digitais

Pode ser feito emtempo real

› Simuladores

› Jogos

Nestes casos, os cálculos são efetuados em tempo real, exigindo alto desempenho e resposta rápida


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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


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


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


Jogos Digitais

Non-photorealistic rendering

› Simulação de desenho ou pintura


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


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


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.


Jogos Digitais

Transformation

› Manipulação da posição, rotação e translação dos vértices de acordo com o ponto de visão


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


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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


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Clipping

› Descarte das primitivas não vistas pela cena

Viewport Transformation

› Nova transformação para adequação a resolução da tela


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


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Display

› Exibição no monitor


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


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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


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)


Jogos Digitais

Memoria

› Funciona assim comouma memória Ram,armazenando aquiloque a GPU tem deprocessar


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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


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Pixel Shader


Jogos Digitais

Vertex Shader


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


Jogos Digitais

Antialiasing

› Suavização de serrilhado em bordas

Anisotropic Filtering

› Aumento de nitidez em texturas


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Antialiasing


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Anisotropic Filtering


Jogos Digitais

Como integrar?

› API’s

DirectX

OpenGL


Jogos Digitais

Atualmente na versão 11

› Suporte a Ray Tracing

› Suporte a Pixel Shader 4.1

› Aprimoração em texturas e Antialiasing


Jogos Digitais

Atualmente na versão 4.0 (estável)

De código aberto


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


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


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É usada em:

› Crystal Space

› Far Cry

› OGRE

› Unity game engine

› Virtools Dev

› Enemy Territory: Quake Wars


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rendering e placas graficas

Technology