Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10348/316
Title: Utilização Eficiente de Múltiplos Componentes de Hardware para a Síntese de Imagem e Animações
Authors: Pereira, Francisco de Sousa
Advisor: Magalhães, Luís Gonzaga Mendes
Moura, João Paulo Fonseca da Costa
Keywords: Processamento paralelo
Computação gráfica
Abstracção
Múltiplos recursos
Issue Date: 2008
Abstract: Com o advento de sistemas computacionais a um preço acessível e cada vez mais poderosos em termos de cálculo, incluindo computadores pessoais (PC) de “desktop”, a geração de imagens sintéticas de cenários complexos, utilizando iluminação global, é uma meta alcançável. No entanto, devem ser tidos em conta alguns pormenores no que respeita à simulação correcta dos mecanismos de transporte da luz baseados em modelos físicos, para atingir interacção em tempo real. O poder computacional oferecido pelos actuais sistemas computacionais não é só derivado do aumento das capacidades dos CPU que os constituem, mas também da utilização de outros componentes dos sistemas, como as placas gráficas e outros componentes adicionais de processamento. A implementação de algoritmos de “ray tracing” nos referidos sistemas computacionais focam tipicamente a utilização exclusiva de um único componente, ou realizam tarefas muito específicas em determinados componentes. Este tipo de abordagem leva a uma falta de balanceamento ou a um mau balanceamento na distribuição de tarefas, conduzindo em casos mais extremos à marginalização de determinados componentes. Neste trabalho apresenta-se um modelo para a gestão dos componentes num PC standard de uma forma eficiente e balanceada. No centro desta abordagem está a separação do ciclo principal da síntese da imagem e dos componentes de processamento especifico, através de um modelo por camadas com uma interface abstracta e independente dos recursos físicos. Assim isolando-se a camada lógica da implementação das primitivas que compõem o processo de síntese. Espera-se que este tipo de organização venha a providenciar vantagens ao nível da portabilidade, facilidade de expansão a novos componentes com maior capacidade de processamento, optimizações ao nível dos recursos/componentes, balanceamento de tarefas e modularidade.
With the advent of affordable high computational power systems, including standard PC desktop configurations, computer graphics image production of complex models, using global illumination, is in our grasp. Nevertheless, some details must be taken into account when physically correct simulation of light transport, in real-time interaction, is to be achieved. The computational power provided by current computer systems is not only supported by fast improvement in CPU capabilities, but also by the inclusion in such systems of additional hardware such as GPUs and add-on boards, sometimes even more powerful than the CPU itself. Implementations of ray tracing algorithms in such systems usually targets one of the available devices, or allocates specific tasks to each type of resources. This approach tends to drive the system to unbalanced work distribution and leads, in extreme cases, to marginalization of some hardware components. The work proposed in this thesis presents a model for efficient PC multiple devices management. This approach focuses in separating the main rendering algorithm from the low level computer graphics routines and device particular specifications, through an abstract layer model, independent of the hardware physical characteristics. In this way it is possible to isolate the specification of a rendering API from the rendering process. This type of organization will provide advantages at several levels, namely portability, smooth integration of new and more powerful hardware, code optimizations at resources level, load balancing and modularity.
Description: Tese de Doutoramento em Informática
URI: http://hdl.handle.net/10348/316
Document Type: Doctoral Thesis
Appears in Collections:OLD - Teses de Doutoramento

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