Introduction aux processeurs graphiques (GPU) et Cg

1
Master d’Informatique
2003
Programmes graphiques et multimédia sur PC
D. Etiemble
1
Introduction aux processeurs
graphiques (GPU) et Cg
Daniel Etiemble
[email protected]
Master d’Informatique
2003
Programmes graphiques et multimédia sur PC
D. Etiemble
2
Les applications graphiques
De l’application graphique au matériel : exemple Direct3D

2
Master d’Informatique
2003
Programmes graphiques et multimédia sur PC
D. Etiemble
3
Le pipeline graphique
Tessellation
Transformation
Culling
Initialisation
Eclairage
Eclairage du
sommet
Texture
Filtrage
Brume
Anti-Aliasing
Géométrie
Calcul flottant
CPU ou GPU
Rendu
Accès mémoire
GPU Projection et correction
de perspective
Clipping
Z-buffer
Master d’Informatique
2003
Programmes graphiques et multimédia sur PC
D. Etiemble
4
Tesselation
Découpage des objets en triangles

3
Master d’Informatique
2003
Programmes graphiques et multimédia sur PC
D. Etiemble
5
Coordonnées géométriques
x
y
z
(x,y,z,W)
(x/W, y/W,z/W, 1)
représentation homogène
W=0 : point à l’infini
Master d’Informatique
2003
Programmes graphiques et multimédia sur PC
D. Etiemble
6
Transformations géométriques
=
1000
000
000
000
),,(
z
y
x
zyx s
s
s
sssS
Translation 
=
1000
100
010
001
),,(
z
y
x
zyx d
d
d
dddT
Changement
d’échelle
−
=
1000
0100
00cossin
00sincos
)(
θθ
θθ
θ
z
R
Rotation z 
−
=
1000
0cossin0
0sincos0
0001
)(
θθ
θθ
θ
x
R
−
=
1000
0cos0sin
0010
0sin0cos
)(
θθ
θθ
θ
y
R
Rotation x
Rotation y

4
Master d’Informatique
2003
Programmes graphiques et multimédia sur PC
D. Etiemble
7
Transformations géométriques
• Produits de translation, rotation et changement
d’échelle
• Transformations comme un changement de
coordonnées.
• Chaque objet est représenté dans son propre système
de coordonnées
kjjiki
k
kj
j
j
ji
i
MMM
PMP
PMP
←←←
←
←
=
=
=
.
)()(
)()(
Master d’Informatique
2003
Programmes graphiques et multimédia sur PC
D. Etiemble
8
Les matrices dans Direct3D

5
Master d’Informatique
2003
Programmes graphiques et multimédia sur PC
D. Etiemble
9
Suite du pipeline géométrique
• Culling
– Elimination des faces cachées
• Calcul de l’éclairage du sommet
– Modèle de Phong : luminosité = produit scalaire entre la
normale en ce point et la direction de la lumière
• Projection des coordonnées sur l’écran
• Clipping
– Elimination des sommets qui sortent de l’écran
Master d’Informatique
2003
Programmes graphiques et multimédia sur PC
D. Etiemble
10
Eclairage