Valasek Gábor

´ as ´ Textur ´ az

´ ´ ´ Inkrementalis kepszint ezis a GPU-n

´ ıtog ´ epes ´ Szam´ Grafika ´ Valasek Gabor [email protected] ¨ os ¨ Lorand ´ ´ Eotv Tudomanyegyetem Informatikai Kar

˝ ´ ev ´ 2011/2012. oszi fel

´ Valasek Gabor [email protected]

´ ıtog ´ epes ´ Szam´ Grafika



Tartalom 1

´ as ´ Textur ´ az ´ Bevezetes ´ ´ Textura es ´ lekepez ´ ´ Parameterez es ´ Textura ´ szur ˝ es ´ textur ´ Proceduralis ´ ak ´ Nem-sz´ın textur ´ ak

2

´ kepszint ´ ´ Inkrementalis ezis a GPU-n ´ kepszint ´ ´ Inkrementalis ezis DirectX OpenGL ´ artya ´ ´ ok ´ Grafikus gyors´ıtok generaci





´ Bevezetes

Tartalom 1


2






´ Bevezetes

´ as? ´ Mi az a textur ´ az

Eddig: egysz´ınu˝ anyag modellek, azaz a teljes felulet ¨ azonos sz´ınu. ˝





´ Bevezetes


Eddig: egysz´ınu˝ anyag modellek, azaz a teljes felulet ¨ azonos sz´ınu. ˝ ´ ilyen van a valos ´ agban. ´ Keves





´ Bevezetes


Eddig: egysz´ınu˝ anyag modellek, azaz a teljes felulet ¨ azonos sz´ınu. ˝ ´ ilyen van a valos ´ agban. ´ Keves ´ ´ megadni. Finom reszleteket szeretnenk





´ Bevezetes


Eddig: egysz´ınu˝ anyag modellek, azaz a teljes felulet ¨ azonos sz´ınu. ˝ ´ ilyen van a valos ´ agban. ´ Keves ´ ´ megadni. Finom reszleteket szeretnenk ´ ´ ´ unk Valtoz o´ parameterekre van szuks ¨ eg ¨ a BRDF-ben.





´ Bevezetes


Eddig: egysz´ınu˝ anyag modellek, azaz a teljes felulet ¨ azonos sz´ınu. ˝ ´ ilyen van a valos ´ agban. ´ Keves ´ ´ megadni. Finom reszleteket szeretnenk ´ ´ ´ unk Valtoz o´ parameterekre van szuks ¨ eg ¨ a BRDF-ben. ´ ˝ Ezeket a parametereket, elsosorban sz´ınt, adjuk meg a ´ textur ´ akban.





´ Bevezetes






´ Bevezetes






´ Bevezetes






´ Bevezetes

´ modok ´ Textura ´ megadasi

¨ ”Tombbel”:





´ Bevezetes


¨ ”Tombbel”: ´ tombb ¨ ˝ olvasunk, elemei a valamilyen 1/2/3 dimenzios ol texel-ek





´ Bevezetes


¨ ”Tombbel”: ´ tombb ¨ ˝ olvasunk, elemei a valamilyen 1/2/3 dimenzios ol texel-ek ´ ´ ¨ ´ 2D szemleletesen: a geometriankat a tombben tarolt ´ ”keppel” ”fedjuk/csomagoljuk be” ¨





´ Bevezetes


¨ ”Tombbel”: ´ tombb ¨ ˝ olvasunk, elemei a valamilyen 1/2/3 dimenzios ol texel-ek ´ ´ ¨ ´ 2D szemleletesen: a geometriankat a tombben tarolt ´ ”keppel” ”fedjuk/csomagoljuk be” ¨ ´ ´ akkal ´ texturat vett koordinat azonos´ıtjuk a texeleket, a ´ erben ´ ak ´ [0, 1] intervallumon vannak ertelmezve ´ koordinat





´ Bevezetes



´ Fuggv ennyel adjuk meg: ¨





´ Bevezetes



´ Fuggv ennyel adjuk meg: ¨ ´ seg´ıtseg ´ evel ´ valamilyen f (x, y , z) → sz´ın fuggv eny ¨





´ Bevezetes



´ Fuggv ennyel adjuk meg: ¨ ´ seg´ıtseg ´ evel ´ valamilyen f (x, y , z) → sz´ın fuggv eny ¨ ´ textur ´ asnak ´ ezt nevezzuk ¨ proceduralis ´ az





´ ´ Textura ´ lekepez es

Tartalom 1


2







´ ´ modok ´ Lekepez esi ´ terunk ´ er ´ (keperny ´ ´ texturat ´ Ket o˝ pixelei) es ¨ van: kept ´ er (textura ´ texelei)






´ ´ modok ´ Lekepez esi ´ terunk ´ er ´ (keperny ´ ´ texturat ´ Ket o˝ pixelei) es ¨ van: kept ´ er (textura ´ texelei) ´ Honnan, hova kepezz unk? ¨






´ ´ modok ´ Lekepez esi ´ terunk ´ er ´ (keperny ´ ´ texturat ´ Ket o˝ pixelei) es ¨ van: kept ´ er (textura ´ texelei) ´ Honnan, hova kepezz unk? ¨ ´ → kept ´ er: ´ textura ´ ´ Texturat es ´ er ´ alapu´ lekepez






´ ´ modok ´ Lekepez esi ´ terunk ´ er ´ (keperny ´ ´ texturat ´ Ket o˝ pixelei) es ¨ van: kept ´ er (textura ´ texelei) ´ Honnan, hova kepezz unk? ¨ ´ → kept ´ er: ´ textura ´ ´ Texturat es ´ er ´ alapu´ lekepez

Minden texelhez keressunk ¨ a neki megfelelo˝ pixelt.






´ ´ modok ´ Lekepez esi ´ terunk ´ er ´ (keperny ´ ´ texturat ´ Ket o˝ pixelei) es ¨ van: kept ´ er (textura ´ texelei) ´ Honnan, hova kepezz unk? ¨ ´ → kept ´ er: ´ textura ´ ´ Texturat es ´ er ´ alapu´ lekepez Minden texelhez keressunk ¨ a neki megfelelo˝ pixelt. ´ ⊕ Hatekony.






´ ´ modok ´ Lekepez esi ´ terunk ´ er ´ (keperny ´ ´ texturat ´ Ket o˝ pixelei) es ¨ van: kept ´ er (textura ´ texelei) ´ Honnan, hova kepezz unk? ¨ ´ → kept ´ er: ´ textura ´ ´ Texturat es ´ er ´ alapu´ lekepez Minden texelhez keressunk ¨ a neki megfelelo˝ pixelt. ´ ⊕ Hatekony. ´ ami megis, ´ Nem biztos, hogy minden pixel sorra kerul, ¨ es nem biztos, hogy csak egyszer.







´ er ´ → texturat ´ kept ´ er ´ alapu´ lekepez ´ ´ Kept es ´ er:







´ er ´ → texturat ´ kept ´ er ´ alapu´ lekepez ´ ´ Kept es ´ er:

Minden pixelhez keresunk ¨ a neki megfelelo˝ texelt.







´ er ´ → texturat ´ kept ´ er ´ alapu´ lekepez ´ ´ Kept es ´ er: Minden pixelhez keresunk ¨ a neki megfelelo˝ texelt. ´ kepszint ´ ´ ´ passzol. ⊕ Inkrementalis ezishez jol







´ er ´ → texturat ´ kept ´ er ´ alapu´ lekepez ´ ´ Kept es ´ er: Minden pixelhez keresunk ¨ a neki megfelelo˝ texelt. ´ kepszint ´ ´ ´ passzol. ⊕ Inkrementalis ezishez jol ´ van hozza´ a parameterez ´ ´ es ´ vet´ıtesi ´ Szuks esi ¨ eg ´ ok ´ inverzere. ´ transzformaci





´ ´ Parameterez es

Tartalom 1


2








¨ Hogyan tudjuk eldonteni, hogy az egyes feluleti pontokhoz ¨ ¨ ´ valasztjuk, ´ ´ a tomb melyik elemet vagy a proceduralis ´ et ´ milyen parameterekkel ´ ´ ekelj ´ textura eny ert uk ´ fuggv ¨ ¨ ki?







¨ Hogyan tudjuk eldonteni, hogy az egyes feluleti pontokhoz ¨ ¨ ´ valasztjuk, ´ ´ a tomb melyik elemet vagy a proceduralis ´ et ´ milyen parameterekkel ´ ´ ekelj ´ textura eny ert uk ´ fuggv ¨ ¨ ki? ´ ´ akat ´ A felulet textura ¨ minden pontjahoz ´ koordinat rendelunk. ¨







¨ Hogyan tudjuk eldonteni, hogy az egyes feluleti pontokhoz ¨ ¨ ´ valasztjuk, ´ ´ a tomb melyik elemet vagy a proceduralis ´ et ´ milyen parameterekkel ´ ´ ekelj ´ textura eny ert uk ´ fuggv ¨ ¨ ki? ´ ´ akat ´ A felulet textura ¨ minden pontjahoz ´ koordinat rendelunk. ¨ ´ ak ´ hozzarendel ´ ´ et ´ a felulethez A textura es ´ koordinat ¨ ´ ´ nevezzuk esnek. ¨ most parameterez







¨ Hogyan tudjuk eldonteni, hogy az egyes feluleti pontokhoz ¨ ¨ ´ valasztjuk, ´ ´ a tomb melyik elemet vagy a proceduralis ´ et ´ milyen parameterekkel ´ ´ ekelj ´ textura eny ert uk ´ fuggv ¨ ¨ ki? ´ ´ akat ´ A felulet textura ¨ minden pontjahoz ´ koordinat rendelunk. ¨ ´ ak ´ hozzarendel ´ ´ et ´ a felulethez A textura es ´ koordinat ¨ ´ ´ nevezzuk esnek. ¨ most parameterez ´ ´ ol ´ beszel ´ unk. A tovabbiakban 2D textur ´ akr ¨






´ ´ Parametrikus feluletek parameterez ese ¨ Parametrikus felulet: ¨ F ∈ R2 → R3 ,


F (u, v ) := (x, y, z)






F (u, v ) := (x, y, z)

´ ´ ´ ´ ´ u, v parameterek termeszetes modon hasznalhat oak ´ ´ textura ´ koordinataknak.







F (u, v ) := (x, y, z)

´ ´ ´ ´ ´ u, v parameterek termeszetes modon hasznalhat oak ´ ´ textura ´ koordinataknak. ´ kell. Ha DF 6= Dtex , akkor u, v -t transzformalni







F (u, v ) := (x, y, z)

´ ´ ´ ´ ´ u, v parameterek termeszetes modon hasznalhat oak ´ ´ textura ´ koordinataknak. ´ kell. Ha DF 6= Dtex , akkor u, v -t transzformalni Pl: ´ Henger palast DF = [0, 2π] × [0, h], F (u, v ) := (cos u, h, sin u) ¯ , v¯ ) ∈ [0, 1] × [0, 1] ´ (u Textura ´ ter: ¯ := u/2π, v¯ := v /h ´ o: ´ u Transzformaci






´ ¨ ´ ´ Haromsz ogek parameterez ese ´ ¨ harom ´ Legyen adott a haromsz og csucsa: ´ pi = (xi , yi , zi ) ∈ R3 , i ∈ {1, 2, 3}, valamint az ezeknek ´ megfelelo˝ csucsok textura ´ ´ terben: 2 ti = (ui , vi ) ∈ R , ∈ {1, 2, 3}.






´ ¨ ´ ´ Haromsz ogek parameterez ese ´ ¨ harom ´ Legyen adott a haromsz og csucsa: ´ pi = (xi , yi , zi ) ∈ R3 , i ∈ {1, 2, 3}, valamint az ezeknek ´ megfelelo˝ csucsok textura ´ ´ terben: 2 ti = (ui , vi ) ∈ R , ∈ {1, 2, 3}. ´ ´ keresunk, ´ Olyan R3 → R2 lekepez est amire pi 7→ ti , es ¨ ´ ¨ ´ ¨ ´ haromsz oget haromsz ogbe visz at.






´ ¨ ´ ´ Haromsz ogek parameterez ese ´ ¨ harom ´ Legyen adott a haromsz og csucsa: ´ pi = (xi , yi , zi ) ∈ R3 , i ∈ {1, 2, 3}, valamint az ezeknek ´ megfelelo˝ csucsok textura ´ ´ terben: 2 ti = (ui , vi ) ∈ R , ∈ {1, 2, 3}. ´ ´ keresunk, ´ Olyan R3 → R2 lekepez est amire pi 7→ ti , es ¨ ´ ¨ ´ ¨ ´ haromsz oget haromsz ogbe visz at. ´ ´ a linearis ´ lekepez ´ ´ ami A legegyszerubb es es, ˝ ilyen lekepez ´ megadhato´ egy 3 × 3-as matrixszal.         x Ax Ay Az u u y  = Bx By Bz  · v  = P · v  z Cx Cy Cz 1 1






´ ¨ ´ ´ Haromsz ogek parameterez ese    x Ax y  = Bx z Cx

Ay By Cy

     Az u u Bz  · v  = P · v  Cz 1 1

Kilenc ismeretlen, kilenc egyenlet







Ay By Cy

     Az u u Bz  · v  = P · v  Cz 1 1

Kilenc ismeretlen, kilenc egyenlet ´ ´ Ez textura es! ´ alapu´ lekepez







Ay By Cy

     Az u u Bz  · v  = P · v  Cz 1 1

Kilenc ismeretlen, kilenc egyenlet ´ ´ Ez textura es! ´ alapu´ lekepez ´ er ´ alapu´ lekepez ´ ´ Kept eshez inverz trafo´ kell:     u x v  = P−1 · y  1 z






´ as ´ es ´ sugark ´ ovet ¨ es ´ Textur ´ az

´ metszes: ´ vilag-koordin ´ ´ rendszerben Felulet-sug ar ata ¨







´ metszes: ´ vilag-koordin ´ ´ rendszerben Felulet-sug ar ata ¨ ´ ok: ´ Inverz transzformaci







´ metszes: ´ vilag-koordin ´ ´ rendszerben Felulet-sug ar ata ¨ ´ ok: ´ Inverz transzformaci ´ KR → Model KR Vilag







´ metszes: ´ vilag-koordin ´ ´ rendszerben Felulet-sug ar ata ¨ ´ ok: ´ Inverz transzformaci ´ KR → Model KR Vilag ´ Model KR → textura ´ ter






´ Model KR → textura ´ ter

Parametrikus feluletek ¨ ´ ´ ıtas ´ soran ´ adodik ´ ¨ A metszespont szam´ u, v , nem kell kul ¨ on ´ ıtani. szam´






´ Model KR → textura ´ ter

Parametrikus feluletek ¨ ´ ´ ıtas ´ soran ´ adodik ´ ¨ A metszespont szam´ u, v , nem kell kul ¨ on ´ ıtani. szam´ ´ ¨ Haromsz ogek ´ ˝ levezetett P−1 szuks Az elobb ¨ eges. ´ lehetos ˝ eg: ´ ha sem maga a haromsz ´ ¨ sem a Gyors´ıtasi og, ´ ak ´ nem valtoznak ´ textura a csucsokban, akkor ´ koordinat ´ ´ ´ P−1 alland o.






´ ¨ ´ ´ Haromsz ogek parameterez ese

´ ıthato´ inkrementalis ´ Gyakorlatban ez gyorsan szam´ algoritmussal.







´ ıthato´ inkrementalis ´ Gyakorlatban ez gyorsan szam´ algoritmussal. ´ ´ ak, ´ akkor Ha a harom csucsban adottak a textura ´ ´ koordinat ´ ¨ ¨ es ´ en ´ el ´ hasznalt ´ algoritmussal ezeket a haromsz ogek kitolt ´ ıthatjuk minden pixelre. kiszam´







´ ıthato´ inkrementalis ´ Gyakorlatban ez gyorsan szam´ algoritmussal. ´ ´ ak, ´ akkor Ha a harom csucsban adottak a textura ´ ´ koordinat ´ ¨ ¨ es ´ en ´ el ´ hasznalt ´ algoritmussal ezeket a haromsz ogek kitolt ´ ıthatjuk minden pixelre. kiszam´ Minden pontra legyen a felulet ¨ egy pontja p = αp1 + βp2 + γp3 , az α, β, γ baricentrikus ´ akkal ´ koordinat adott.







´ ıthato´ inkrementalis ´ Gyakorlatban ez gyorsan szam´ algoritmussal. ´ ´ ak, ´ akkor Ha a harom csucsban adottak a textura ´ ´ koordinat ´ ¨ ¨ es ´ en ´ el ´ hasznalt ´ algoritmussal ezeket a haromsz ogek kitolt ´ ıthatjuk minden pixelre. kiszam´ Minden pontra legyen a felulet ¨ egy pontja p = αp1 + βp2 + γp3 , az α, β, γ baricentrikus ´ akkal ´ koordinat adott. ´ is megkaphato´ Ekkor a p-hez tartozo´ textura ´ koordinata ´ t = αt1 + βt2 + γt3 alapjan






´ as ´ Perspekt´ıvikusan korrekt textur ´ az ´ ak ´ linearis ´ interpolaci ´ oja ´ hibas ´ kepet ´ A textura ad, ´ koordinat ´ ¨ on ¨ nem csak affin ha a megjelen´ıtendo˝ haromsz og ´ ot ´ vegz ´ unk. transzformaci ¨






´ as ´ Perspekt´ıvikusan korrekt textur ´ az ´ ak ´ linearis ´ interpolaci ´ oja ´ hibas ´ kepet ´ A textura ad, ´ koordinat ´ ¨ on ¨ nem csak affin ha a megjelen´ıtendo˝ haromsz og ´ ot ´ vegz ´ unk. transzformaci ¨ ´Ertsd: esetek 99%-a.






´ as ´ Perspekt´ıvikusan korrekt textur ´ az ´ u, v linearis ´ interpolaci ´ oja ´ nem lesz jo´ nem affin Tehat ´ ok ´ eseten ´ - nem linearisak ´ ´ ˝ erben ´ transzformaci a keperny ot






´ as ´ Perspekt´ıvikusan korrekt textur ´ az ´ u, v linearis ´ interpolaci ´ oja ´ nem lesz jo´ nem affin Tehat ´ ok ´ eseten ´ - nem linearisak ´ ´ ˝ erben ´ transzformaci a keperny ot ´ ´ osztas ´ elott ˝ a koordinat ´ aink ´ Transzformalva, homogen legyenek [xt , yt , zt , wt ]






´ as ´ Perspekt´ıvikusan korrekt textur ´ az ´ u, v linearis ´ interpolaci ´ oja ´ nem lesz jo´ nem affin Tehat ´ ok ´ eseten ´ - nem linearisak ´ ´ ˝ erben ´ transzformaci a keperny ot ´ ´ osztas ´ elott ˝ a koordinat ´ aink ´ Transzformalva, homogen legyenek [xt , yt , zt , wt ] ´ osztas ´ utan: ´ [xs , ys , zs , 1] = [ wxtt , wytt , wztt , 1] Homogen






´ as ´ Perspekt´ıvikusan korrekt textur ´ az ´ u, v linearis ´ interpolaci ´ oja ´ nem lesz jo´ nem affin Tehat ´ ok ´ eseten ´ - nem linearisak ´ ´ ˝ erben ´ transzformaci a keperny ot ´ ´ osztas ´ elott ˝ a koordinat ´ aink ´ Transzformalva, homogen legyenek [xt , yt , zt , wt ] ´ osztas ´ utan: ´ [xs , ys , zs , 1] = [ wxtt , wytt , wztt , 1] Homogen ´ Ha [xs , ys , zs , 1] szerint interpolaljuk a textura ´ ´ akat, ´ ´ koordinat akkor az nem lesz jo.






´ as ´ Perspekt´ıvikusan korrekt textur ´ az ´ u, v linearis ´ interpolaci ´ oja ´ nem lesz jo´ nem affin Tehat ´ ok ´ eseten ´ - nem linearisak ´ ´ ˝ erben ´ transzformaci a keperny ot ´ ´ osztas ´ elott ˝ a koordinat ´ aink ´ Transzformalva, homogen legyenek [xt , yt , zt , wt ] ´ osztas ´ utan: ´ [xs , ys , zs , 1] = [ wxtt , wytt , wztt , 1] Homogen ´ Ha [xs , ys , zs , 1] szerint interpolaljuk a textura ´ ´ akat, ´ ´ koordinat akkor az nem lesz jo. ´ ˝ az helyes marad! Sot, Ezzel szemben: ha w1 -t interpolaljuk, q ´ ´ ´ ´ ´ ´ barmilyen w ertek jol interpolalodik!






´ as ´ Perspekt´ıvikusan korrekt textur ´ az ´ u, v linearis ´ interpolaci ´ oja ´ nem lesz jo´ nem affin Tehat ´ ok ´ eseten ´ - nem linearisak ´ ´ ˝ erben ´ transzformaci a keperny ot ´ ´ osztas ´ elott ˝ a koordinat ´ aink ´ Transzformalva, homogen legyenek [xt , yt , zt , wt ] ´ osztas ´ utan: ´ [xs , ys , zs , 1] = [ wxtt , wytt , wztt , 1] Homogen ´ Ha [xs , ys , zs , 1] szerint interpolaljuk a textura ´ ´ akat, ´ ´ koordinat akkor az nem lesz jo. ´ ˝ az helyes marad! Sot, Ezzel szemben: ha w1 -t interpolaljuk, q ´ ´ ´ ´ ´ ´ barmilyen w ertek jol interpolalodik! ´ ´ koordinata-rendszerbeli ´ α, β, γ helyett hasznaljuk a vilag ´ akat, ´ ´ αw , βw , γw koordinat es






´ as ´ Perspekt´ıvikusan korrekt textur ´ az ´ u, v linearis ´ interpolaci ´ oja ´ nem lesz jo´ nem affin Tehat ´ ok ´ eseten ´ - nem linearisak ´ ´ ˝ erben ´ transzformaci a keperny ot ´ ´ osztas ´ elott ˝ a koordinat ´ aink ´ Transzformalva, homogen legyenek [xt , yt , zt , wt ] ´ osztas ´ utan: ´ [xs , ys , zs , 1] = [ wxtt , wytt , wztt , 1] Homogen ´ Ha [xs , ys , zs , 1] szerint interpolaljuk a textura ´ ´ akat, ´ ´ koordinat akkor az nem lesz jo. ´ ˝ az helyes marad! Sot, Ezzel szemben: ha w1 -t interpolaljuk, q ´ ´ ´ ´ ´ ´ barmilyen w ertek jol interpolalodik! ´ ´ koordinata-rendszerbeli ´ α, β, γ helyett hasznaljuk a vilag ´ akat, ´ ´ αw , βw , γw koordinat es αw βw γw w , w , w

´ ´ ast ´ kapunk. interpolalva helyes textur ´ az






´ as ´ Perspekt´ıvikusan korrekt textur ´ az





´ Textura ´ szur ˝ es

Tartalom 1


2







´ szur ´ Textur ´ ak ˝ ese

´ esik pontosan egy texel egy pixelre. Ritkan







´ esik pontosan egy texel egy pixelre. Ritkan ´ a pixel merete ´ ´ el ´ – tobb ¨ pixel jut Nagy´ıtas: kisebb a texelen egyetlen texelre. OpenGL: GL TEXTURE MAG FILTER







´ esik pontosan egy texel egy pixelre. Ritkan ´ a pixel merete ´ ´ el ´ – tobb ¨ pixel jut Nagy´ıtas: kisebb a texelen egyetlen texelre. OpenGL: GL TEXTURE MAG FILTER ´ a pixel merete ´ ´ el ´ – tobb ¨ texel Kicsiny´ıtes: nagyobb a texelen jut egyetlen pixelre. OpenGL: GL TEXTURE MIN FILTER







´ esik pontosan egy texel egy pixelre. Ritkan ´ a pixel merete ´ ´ el ´ – tobb ¨ pixel jut Nagy´ıtas: kisebb a texelen egyetlen texelre. OpenGL: GL TEXTURE MAG FILTER ´ a pixel merete ´ ´ el ´ – tobb ¨ texel Kicsiny´ıtes: nagyobb a texelen jut egyetlen pixelre. OpenGL: GL TEXTURE MIN FILTER ´ ´ ´ ´ Tovabbi problema: ami a textura linearis, az nem az ´ terben ´ erben ´ a kept a perspekt´ıva miatt.






´ Nagy´ıtas

´ ´ el ´ – tobb ¨ pixel jut egyetlen Egy pixel merete kisebb egy texelen texelre ´ nelk ´ ul: ¨ eppontj ´ ´ ¨ Szur ahoz legkozelebb eso˝ ˝ es ¨ a pixel koz ´ ek ´ et ´ hasznaljuk. ´ texel ert






´ Nagy´ıtas

´ ´ el ´ – tobb ¨ pixel jut egyetlen Egy pixel merete kisebb egy texelen texelre ´ nelk ´ ul: ¨ eppontj ´ ´ ¨ Szur ahoz legkozelebb eso˝ ˝ es ¨ a pixel koz ´ ek ´ et ´ hasznaljuk. ´ texel ert ´ szur ´ a legkozelebbi ¨ ´ texel sulyozott Bilinearis negy ˝ es: ´ ´ ´ vesszuk. atlag at ¨






´ Kicsiny´ıtes ´ ´ el ´ – tobb ¨ texel jut Egy pixel merete nagyobb egy texelen egyetlen pixelre ´ ´ lenne: a pixel negyzet ´ ´ Pontos mintavetelez es et ´ ´ ´ az ott kijelolt ¨ texelek transzformaljuk el textura es ´ terbe, ´ ´ vegyuk. atlag at ¨






´ Kicsiny´ıtes ´ ´ el ´ – tobb ¨ texel jut Egy pixel merete nagyobb egy texelen egyetlen pixelre ´ ´ lenne: a pixel negyzet ´ ´ Pontos mintavetelez es et ´ ´ ´ az ott kijelolt ¨ texelek transzformaljuk el textura es ´ terbe, ´ ´ vegyuk. atlag at ¨ ´ ´ Helyette: a textura is negyzetet veszunk. ´ terben ¨






´ Kicsiny´ıtes ´ ´ el ´ – tobb ¨ texel jut Egy pixel merete nagyobb egy texelen egyetlen pixelre ´ ´ lenne: a pixel negyzet ´ ´ Pontos mintavetelez es et ´ ´ ´ az ott kijelolt ¨ texelek transzformaljuk el textura es ´ terbe, ´ ´ vegyuk. atlag at ¨ ´ ´ Helyette: a textura is negyzetet veszunk. ´ terben ¨ ˝ ´ ´ Gyakorlatban: a textura negyzet enek a ´ egy tetszoleges ´ ´ tul ˝ ´ igenyes, ´ leatlagol asa as helyette vagy ´ eroforr ´ hasznaljunk kevesebb texelt, vagy MIP-map-eket






´ Kicsiny´ıtes ´ ´ el ´ – tobb ¨ texel jut Egy pixel merete nagyobb egy texelen egyetlen pixelre ´ ´ lenne: a pixel negyzet ´ ´ Pontos mintavetelez es et ´ ´ ´ az ott kijelolt ¨ texelek transzformaljuk el textura es ´ terbe, ´ ´ vegyuk. atlag at ¨ ´ ´ Helyette: a textura is negyzetet veszunk. ´ terben ¨ ˝ ´ ´ Gyakorlatban: a textura negyzet enek a ´ egy tetszoleges ´ ´ tul ˝ ´ igenyes, ´ leatlagol asa as helyette vagy ´ eroforr ´ hasznaljunk kevesebb texelt, vagy MIP-map-eket Kevesebb pixel: ´ nelk ´ ul: ¨ eppontj ´ ´ ¨ Szur ahoz legkozelebb eso˝ ˝ es ¨ a pixel koz ´ ek ´ et ´ hasznaljuk. ´ texel ert ´ szur ´ a legkozelebbi ¨ ´ texel sulyozott Bilinearis negy ˝ es: ´ ´ ´ vesszuk. atlag at ¨ ´ Valasek Gabor [email protected]





MIP-map-ek MIP: multum in parvo – sok, kis helyen






MIP-map-ek MIP: multum in parvo – sok, kis helyen ´ ´ ´ olb ´ ol, ˝ minden szinten U.n. pirasmist generalunk a textur ´ ab ´ et ´ felezve a meret






MIP-map-ek

´ soran ´ kivalasztjuk ´ ´ Szur a pixel/texel terulet ˝ es ¨ aranynak ´ onnan olvasunk. megfelelo˝ szintet es






MIP-map-ek

´ soran ´ kivalasztjuk ´ ´ Szur a pixel/texel terulet ˝ es ¨ aranynak ´ onnan olvasunk. megfelelo˝ szintet es ´ szur ´ Az adott MIP-map-en belul ¨ is lehet az olvasas ˝ es ´ uli, ´ nelk szurt. ¨ vagy lehet bilienarisan ˝






MIP-map-ek

´ soran ´ kivalasztjuk ´ ´ Szur a pixel/texel terulet ˝ es ¨ aranynak ´ onnan olvasunk. megfelelo˝ szintet es ´ szur ´ Az adott MIP-map-en belul ¨ is lehet az olvasas ˝ es ´ uli, ´ nelk szurt. ¨ vagy lehet bilienarisan ˝ ´ szur ´ ket ´ szomszedos ´ ´ Trilinearis szintet hasznalunk, ˝ es: ´ szur ´ ´ ezeknek vesszuk azokon belul es ¨ bilinearis ˝ essel, ¨ a ´ ´ sulyoztott atlag at. ´





´ ´ Proceduralis textur ´ ak

Tartalom 1


2







´ textur ´ Proceduralis ´ ak

´ ¨ ´ A textur ”tomb” helyett megadhatjuk fuggv ennyel is. ´ akat ¨

generated with Filter Forge






´ textur ´ Proceduralis ´ ak

´ ¨ ´ A textur ”tomb” helyett megadhatjuk fuggv ennyel is. ´ akat ¨ ´ ak ´ → a fuggv ´ parameterei. ´ Textura eny ´ koordinat ¨







´ Tulajdonsagai

˝ ok: ¨ Elony






´ Tulajdonsagai

˝ ok: ¨ Elony ´ Sokkal kevesebb tarhely






´ Tulajdonsagai

˝ ok: ¨ Elony ´ Sokkal kevesebb tarhely ˝ ´ – csak a numerikus pontossag ´ a Tetszoleges felbontas ´ korlat






´ Tulajdonsagai

˝ ok: ¨ Elony ´ Sokkal kevesebb tarhely ˝ ´ – csak a numerikus pontossag ´ a Tetszoleges felbontas ´ korlat ´ al ´ nem kell szur ´ (Kicsiny´ıtest ´ sajnos nem oldja ⇒ Nagy´ıtasn ˝ es. meg.)






´ Tulajdonsagai


´ anyok: ´ Hatr






´ Tulajdonsagai


´ anyok: ´ Hatr ´ ıtas ´ igeny. ´ Nagy szam´






´ Tulajdonsagai


´ anyok: ´ Hatr ´ ıtas ´ igeny. ´ Nagy szam´ ´ Nem lehet vele barmit le´ırni.






´ Tulajdonsagai


´ anyok: ´ Hatr ´ ıtas ´ igeny. ´ Nagy szam´ ´ Nem lehet vele barmit le´ırni. ´ ˝ Nem modos´ ıthato´ tetszolegesen.





´ Nem-sz´ın textur ´ ak

Tartalom 1


2








´ seg´ıtseg ´ evel ´ ´ A textur a feluleti pont barmilyen ´ ak ¨ ´ at ´ le´ırhatjuk. tulajdonsag







´ seg´ıtseg ´ evel ´ ´ A textur a feluleti pont barmilyen ´ ak ¨ ´ at ´ le´ırhatjuk. tulajdonsag ´ Ezek a tulajdonsagok lehetnek pl.: ´ – Bucka ill. normal ´ lekepez ´ ´ feluleti normalis es ¨







´ seg´ıtseg ´ evel ´ ´ A textur a feluleti pont barmilyen ´ ak ¨ ´ at ´ le´ırhatjuk. tulajdonsag ´ Ezek a tulajdonsagok lehetnek pl.: ´ – Bucka ill. normal ´ lekepez ´ ´ feluleti normalis es ¨ ´ – Displacement lekepez ´ ´ elmozdulas es







´ seg´ıtseg ´ evel ´ ´ A textur a feluleti pont barmilyen ´ ak ¨ ´ at ´ le´ırhatjuk. tulajdonsag ´ Ezek a tulajdonsagok lehetnek pl.: ´ – Bucka ill. normal ´ lekepez ´ ´ feluleti normalis es ¨ ´ – Displacement lekepez ´ ´ elmozdulas es ´ ´ ´ lathat ´ ´ aga ´ ´ terk ´ epek ´ fenyforr as os – Arny ek







´ seg´ıtseg ´ evel ´ ´ A textur a feluleti pont barmilyen ´ ak ¨ ´ at ´ le´ırhatjuk. tulajdonsag ´ Ezek a tulajdonsagok lehetnek pl.: ´ – Bucka ill. normal ´ lekepez ´ ´ feluleti normalis es ¨ ´ – Displacement lekepez ´ ´ elmozdulas es ´ ´ ´ lathat ´ ´ aga ´ ´ terk ´ epek ´ fenyforr as os – Arny ek ¨ ent ´ visszavert feny ´ – Visszaverod ˝ es ´ lekepez ´ ´ ill. tuk es ¨ ork ¨ ´ ´ Kornyezet lekepez es






´ lekepez ´ ´ Bucka vagy normal es ´ ´ vektorokat adunk meg. A textur normal ´ aval

+

=







´ lekepez ´ ´ Bucka vagy normal es ´ ´ vektorokat adunk meg. A textur normal ´ aval ´ ´ A felulet helyett ezeket hasznaljuk a ¨ eredeti normalisai ´ ıtas ´ szam´ ´ ıtasakor. ´ megvilag´

+

=







´ lekepez ´ ´ Bucka vagy normal es ´ ´ vektorokat adunk meg. A textur normal ´ aval ´ ´ A felulet helyett ezeket hasznaljuk a ¨ eredeti normalisai ´ ıtas ´ szam´ ´ ıtasakor. ´ megvilag´ ¨ erdes ´ ´ ´ adja, am´ıg nem nez ´ unk Rucsk os/ felulet at ¨ latszat ¨ ra´ ¨ ¨ tul ´ lapos szogben.

+

=







´ ´ Displacement lekepez es

´ ´ mozd´ıtjuk. A feuleti pontot tenyleges arrebb ¨







´ ´ mozd´ıtjuk. A feuleti pontot tenyleges arrebb ¨ ´ ¨ A csak haromsz ogek csucsait tudjuk elmozd´ıtani ⇒ fugg a ´ ¨ ´ at ´ ol. ´ geometria felbontas







´ ´ mozd´ıtjuk. A feuleti pontot tenyleges arrebb ¨ ´ ¨ A csak haromsz ogek csucsait tudjuk elmozd´ıtani ⇒ fugg a ´ ¨ ´ at ´ ol. ´ geometria felbontas ¨ ´ anyt ´ Lapos szogben is helyes latv kapunk.






´ ´ terk ´ epek ´ Arny ek ´ ´ szemszog ¨ eb ´ ol ˝ kesz´ ´ ıtunk ´ amiben A fenyforr as ¨ egy textur ´ at, ´ ´ ol ´ vett tavols ´ ´ ´ a fenyforr ast agokat taroljuk el.

+


=





´ ´ terk ´ epek ´ Arny ek ´ ´ szemszog ¨ eb ´ ol ˝ kesz´ ´ ıtunk ´ amiben A fenyforr as ¨ egy textur ´ at, ´ ´ ol ´ vett tavols ´ ´ ´ a fenyforr ast agokat taroljuk el. ´ ´ soran ´ ez alapjan ´ dontj ¨ uk A tenyleges rajzolas ¨ el minden ´ ¨ ´ vagy sem. pontra, hogy azt eri-e kozvetlen ul ¨ a feny

+


=





˝ es ´ lekepez ´ ´ Visszaverod es

¨ eseten ´ hasznalhat ´ ´ S´ık tukr o. ¨ ok







¨ eseten ´ hasznalhat ´ ´ S´ık tukr o. ¨ ok ¨ kepet ´ ´ ıtunk, ´ ´ hogy mi Kul kesz´ textur mentve, arrol, ¨ on ¨ ´ aba ´ ¨ anyban. ´ latszik tuk ¨ orir







¨ eseten ´ hasznalhat ´ ´ S´ık tukr o. ¨ ok ¨ kepet ´ ´ ıtunk, ´ ´ hogy mi Kul kesz´ textur mentve, arrol, ¨ on ¨ ´ aba ´ ¨ anyban. ´ latszik tuk ¨ orir ´ rafesz´ ´ ´ o˝ kirajzolaskor. ´ Ezt texturak ıtjuk a vegs ´ ent ¨ a feluletre ¨







¨ eseten ´ hasznalhat ´ ´ S´ık tukr o. ¨ ok ¨ kepet ´ ´ ıtunk, ´ ´ hogy mi Kul kesz´ textur mentve, arrol, ¨ on ¨ ´ aba ´ ¨ anyban. ´ latszik tuk ¨ orir ´ rafesz´ ´ ´ o˝ kirajzolaskor. ´ Ezt texturak ıtjuk a vegs ´ ent ¨ a feluletre ¨ ¨ od ˝ est ´ ad. Csak egyszeres tukr ¨ oz







¨ eseten ´ hasznalhat ´ ´ S´ık tukr o. ¨ ok ¨ kepet ´ ´ ıtunk, ´ ´ hogy mi Kul kesz´ textur mentve, arrol, ¨ on ¨ ´ aba ´ ¨ anyban. ´ latszik tuk ¨ orir ´ rafesz´ ´ ´ o˝ kirajzolaskor. ´ Ezt texturak ıtjuk a vegs ´ ent ¨ a feluletre ¨ ¨ od ˝ est ´ ad. Csak egyszeres tukr ¨ oz ¨ ent ´ kul ¨ el kell vegezni. ´ Tukr ¨ onk ¨ on






¨ ´ ´ Kornyezet lekepez es ¨ ´ vegtelen ´ ´ A sz´ınterunk et ul tekintjuk. ¨ kornyezet ¨ tavolinak ¨






¨ ´ ´ Kornyezet lekepez es ¨ ´ vegtelen ´ ´ A sz´ınterunk et ul tekintjuk. ¨ kornyezet ¨ tavolinak ¨ ´ textur ´ ´ Specialis taroljuk. ´ aban






¨ ´ ´ Kornyezet lekepez es ¨ ´ vegtelen ´ ´ A sz´ınterunk et ul tekintjuk. ¨ kornyezet ¨ tavolinak ¨ ´ textur ´ ´ Specialis taroljuk. ´ aban ´ a tukr ¨ od ˝ o˝ feluletekhez ˝ olvasunk a Rajzolas ebbol ¨ oz ¨ ¨ any ´ szerint. tuk ¨ orir





´ ´ ´ Inkrementalis kepszint ezis

Tartalom 1


2







´ kepszint ´ ´ Inkrementalis ezis

















DirectX

Tartalom 1


2






DirectX

DirectX 9 pipeline





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ Vertex data: a modell-koordinatarendszerbeli ´ poz´ıcioadatok





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ Vertex data: a modell-koordinatarendszerbeli ´ poz´ıcioadatok ¨ ¨ esi ´ szabalyok, ´ ˝ ˝ Primitive data: osszek ot az elobbiekb ol ´ primit´ıveket hogyan kapunk rajzolasi





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ Vertex data: a modell-koordinatarendszerbeli ´ poz´ıcioadatok ¨ ¨ esi ´ szabalyok, ´ ˝ ˝ Primitive data: osszek ot az elobbiekb ol ´ primit´ıveket hogyan kapunk rajzolasi ´ kozel´ ¨ ıtese, ´ Tesselation: magasabb rendu˝ primit´ıvek linearis ¨ ıtesek ´ ´ a kozel´ csucspontjainak vertexpufferbe helyezese ´





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ Vertex data: a modell-koordinatarendszerbeli ´ poz´ıcioadatok ¨ ¨ esi ´ szabalyok, ´ ˝ ˝ Primitive data: osszek ot az elobbiekb ol ´ primit´ıveket hogyan kapunk rajzolasi ´ kozel´ ¨ ıtese, ´ Tesselation: magasabb rendu˝ primit´ıvek linearis ¨ ıtesek ´ ´ a kozel´ csucspontjainak vertexpufferbe helyezese ´ ´ nezeti ´ ´ projekt´ıv Vertex processing: a vilag, es ´ ok ´ elvegz ´ ese; ´ transzformaci a ´ ˝ NPKR-be visz (z ∈ [0, 1] modell-koordinatarendszerb ol





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ as, ´ hatlapeldob ´ ´ raszterizaci ´ o´ Geometry processing: vag as,





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ as, ´ hatlapeldob ´ ´ raszterizaci ´ o´ Geometry processing: vag as, Textured surface: 1/2/3D-s textura ´





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ as, ´ hatlapeldob ´ ´ raszterizaci ´ o´ Geometry processing: vag as, Textured surface: 1/2/3D-s textura ´ ´ ˝ szur ´ Texture sampler: textura o, stb. ˝ esek ´ mintavetelez





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ as, ´ hatlapeldob ´ ´ raszterizaci ´ o´ Geometry processing: vag as, Textured surface: 1/2/3D-s textura ´ ´ ˝ szur ´ Texture sampler: textura o, stb. ˝ esek ´ mintavetelez ¨ o˝ fragment sz´ınenek ´ ´ ıtasa ´ Pixel processing: a bejov kiszam´





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ as, ´ hatlapeldob ´ ´ raszterizaci ´ o´ Geometry processing: vag as, Textured surface: 1/2/3D-s textura ´ ´ ˝ szur ´ Texture sampler: textura o, stb. ˝ esek ´ mintavetelez ¨ o˝ fragment sz´ınenek ´ ´ ıtasa ´ Pixel processing: a bejov kiszam´ ´ ˝ kerul ´ Pixel rendering: keperny ore ¨ o˝ pixel sz´ınenek ´ ´ (melys ´ egi ´ es ´ egyeb ´ tesztek) meghataroz asa





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ ¨ ul ´ a vertex es ´ a A fenti fazisok koz ¨ ketto˝ programozhato, ´ a tobbi ¨ ´ pixel feldolgozas, konfiguralhat o´





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ ¨ ul ´ a vertex es ´ a A fenti fazisok koz ¨ ketto˝ programozhato, ´ a tobbi ¨ ´ pixel feldolgozas, konfiguralhat o´ Vertex shader:





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ ¨ ul ´ a vertex es ´ a A fenti fazisok koz ¨ ketto˝ programozhato, ´ a tobbi ¨ ´ pixel feldolgozas, konfiguralhat o´ Vertex shader: ´ aban ´ ´ egyeb ´ bemenete: altal modell-KR-beli pont es attributumok ´





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ ¨ ul ´ a vertex es ´ a A fenti fazisok koz ¨ ketto˝ programozhato, ´ a tobbi ¨ ´ pixel feldolgozas, konfiguralhat o´ Vertex shader: ´ aban ´ ´ egyeb ´ bemenete: altal modell-KR-beli pont es attributumok ´ ´ egyeb ´ attributumok kimenete: NPKR-beli pont es ´





DirectX

DirectX 9 pipeline


Pixel shader:





DirectX

DirectX 9 pipeline


Pixel shader: ´ as ´ veg ´ en ´ elo˝ all ´ o´ fragmentek - az bemenete: a raszterizal ¨ ´ ˝ amit a vertex shaderben osszes attributum elerhet o, ´ ´ ıtottunk elo˝ all´





DirectX

DirectX 9 pipeline


Pixel shader: ´ as ´ veg ´ en ´ elo˝ all ´ o´ fragmentek - az bemenete: a raszterizal ¨ ´ ˝ amit a vertex shaderben osszes attributum elerhet o, ´ ´ ıtottunk elo˝ all´ ´ ek ´ kimenete: egy sz´ınert





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ ´ a pixel feldolgozasi ´ fazis ´ Regen a vertex es sem volt programozhato´





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ ´ a pixel feldolgozasi ´ fazis ´ Regen a vertex es sem volt programozhato´ ´ tudtuk oket ˝ ´ os ´ Csak konfiguralni → pl. transzformaci ´ ´ ´ ´ ıtasi ´ matrixokat atadni, a DX-be bedrotozott megvilag´ ´ modelleket felparameterezni stb.





DirectX

DirectX 9 pipeline

´ ´ a pixel feldolgozasi ´ fazis ´ Regen a vertex es sem volt programozhato´ ´ tudtuk oket ˝ ´ os ´ Csak konfiguralni → pl. transzformaci ´ ´ ´ ´ ıtasi ´ matrixokat atadni, a DX-be bedrotozott megvilag´ ´ modelleket felparameterezni stb. ´ Fixed Function Pipeline-nak Ezt h´ıvtak





DirectX

DirectX 10 pipeline





DirectX

DirectX 10 pipeline

Input-Assembler stage: a pipeline bemeneti adatainak ´ ıtas ´ at ´ vegzi ´ elo˝ all´





DirectX

DirectX 10 pipeline

Input-Assembler stage: a pipeline bemeneti adatainak ´ ıtas ´ at ´ vegzi ´ elo˝ all´ ´ Vertex-Shader stage: ld. mint korabban





DirectX

DirectX 10 pipeline

Input-Assembler stage: a pipeline bemeneti adatainak ´ ıtas ´ at ´ vegzi ´ elo˝ all´ ´ Vertex-Shader stage: ld. mint korabban ´ egesz ´ primit´ıveket Geometry-Shader stage: bemenetkent ´ ¨ ´ 3, szakaszoknal ´ 2, pontoknal ´ 1 kap (haromsz ogek eseten ¨ o˝ primit´ıvet vagy egy vagy tobb ¨ uj pont), eldobhatja a bejov ´ ´ ´ a szereloszalagra ˝ primit´ıvet letrehozhat es helyezheti. Ez ´ egy uj, ´ programozhato´ fazis





DirectX

DirectX 10 pipeline

´ a memori ´ aba ´ Stream-Output Stage: a pipeline-bol valo´ ´ ıtasra ´ ´ ´ a raszterizal ´ as ´ elott ˝ adattovabb´ hasznalhat o, ¨ enik. ´ ´ ki is lehet ´ırni raszterizal ´ ashoz. ´ tort Adatokat be- es





DirectX

DirectX 10 pipeline

´ a memori ´ aba ´ Stream-Output Stage: a pipeline-bol valo´ ´ ıtasra ´ ´ ´ a raszterizal ´ as ´ elott ˝ adattovabb´ hasznalhat o, ¨ enik. ´ ´ ki is lehet ´ırni raszterizal ´ ashoz. ´ tort Adatokat be- es ´ as ´ Rasterizer Stage: raszterizal





DirectX

DirectX 10 pipeline

´ a memori ´ aba ´ Stream-Output Stage: a pipeline-bol valo´ ´ ıtasra ´ ´ ´ a raszterizal ´ as ´ elott ˝ adattovabb´ hasznalhat o, ¨ enik. ´ ´ ki is lehet ´ırni raszterizal ´ ashoz. ´ tort Adatokat be- es ´ as ´ Rasterizer Stage: raszterizal ´ Pixel-Shader Stage: ld. korabban





DirectX

DirectX 10 pipeline

´ a memori ´ aba ´ Stream-Output Stage: a pipeline-bol valo´ ´ ıtasra ´ ´ ´ a raszterizal ´ as ´ elott ˝ adattovabb´ hasznalhat o, ¨ enik. ´ ´ ki is lehet ´ırni raszterizal ´ ashoz. ´ tort Adatokat be- es ´ as ´ Rasterizer Stage: raszterizal ´ Pixel-Shader Stage: ld. korabban ¨ oz ¨ o˝ kimeneti adatok (sz´ın-, Output-Merger Stage: a kul ¨ onb ´ egi´ ´ egyeb ´ informaci ´ ok) ´ felhasznal ´ as ´ aval ´ ´ o˝ melys es a vegs ´ kiszam´ ´ ıtasa ´ eredmeny





DirectX

Geometry Shader

´ asa, ´ ´ eltuntet ´ Feladata: uj (vagy regi ese) ´ geometria general ¨





DirectX

Geometry Shader

´ asa, ´ ´ eltuntet ´ Feladata: uj (vagy regi ese) ´ geometria general ¨ ´ ´ transzformalt ´ primit´ıvekre fut let. A vertex shader altal mar





DirectX

Geometry Shader

´ asa, ´ ´ eltuntet ´ Feladata: uj (vagy regi ese) ´ geometria general ¨ ´ ´ transzformalt ´ primit´ıvekre fut let. A vertex shader altal mar ´ agi ´ infokkal, ´ Bemenete: teljes primit´ıv (szomszeds ha vannak)





DirectX

Geometry Shader

´ asa, ´ ´ eltuntet ´ Feladata: uj (vagy regi ese) ´ geometria general ¨ ´ ´ transzformalt ´ primit´ıvekre fut let. A vertex shader altal mar ´ agi ´ infokkal, ´ Bemenete: teljes primit´ıv (szomszeds ha vannak) Kimenete: ujabb primit´ıv[ek], vagy semmi. ´





DirectX

Geometry Shader

´ asa, ´ ´ eltuntet ´ Feladata: uj (vagy regi ese) ´ geometria general ¨ ´ ´ transzformalt ´ primit´ıvekre fut let. A vertex shader altal mar ´ agi ´ infokkal, ´ Bemenete: teljes primit´ıv (szomszeds ha vannak) Kimenete: ujabb primit´ıv[ek], vagy semmi. ´ Kimeneti t´ıpusok:PointStream, LineStream, vagy TriangleStream





DirectX

DirectX 11 pipeline





DirectX

DirectX 11 pipeline

˝ de itt a tesszelaci ´ o´ mar ´ A DX10-es pipeline-nak megfelelo, programozhato´





DirectX

DirectX 11 pipeline

˝ de itt a tesszelaci ´ o´ mar ´ A DX10-es pipeline-nak megfelelo, programozhato´ ´ anos ´ ´ ıtasokra ´ Emellett a DX11-ben az altal szam´ valo´ ´ as ´ is elot ˝ erbe ´ felhasznal kerult ¨ → ComputeShader





DirectX

DirectX 11 pipeline

˝ de itt a tesszelaci ´ o´ mar ´ A DX10-es pipeline-nak megfelelo, programozhato´ ´ anos ´ ´ ıtasokra ´ Emellett a DX11-ben az altal szam´ valo´ ´ as ´ is elot ˝ erbe ´ felhasznal kerult ¨ → ComputeShader ´ ota ´ nagy az igeny ´ a GPU-kban rejlo˝ szam´ ´ ıtasi ´ Reg ´ kihasznal ´ as ´ ara ´ kapacitas





DirectX

DirectX 11 pipeline

˝ de itt a tesszelaci ´ o´ mar ´ A DX10-es pipeline-nak megfelelo, programozhato´ ´ anos ´ ´ ıtasokra ´ Emellett a DX11-ben az altal szam´ valo´ ´ as ´ is elot ˝ erbe ´ felhasznal kerult ¨ → ComputeShader ´ ota ´ nagy az igeny ´ a GPU-kban rejlo˝ szam´ ´ ıtasi ´ Reg ´ kihasznal ´ as ´ ara ´ kapacitas Ui. pl.: Intel Core i7 980 XE: 109 GFLOPS, Nvidia GTX ´ 480: 672 GFLOPS, dupla pontossagban





DirectX

´ os ´ lep ´ esek ´ Tesszelaci ´ primit´ıv tipusokat hasznal ´ Specialis





DirectX

´ os ´ lep ´ esek ´ Tesszelaci ´ primit´ıv tipusokat hasznal ´ Specialis ´ ¨ foltok (patches) negysz og





DirectX

´ os ´ lep ´ esek ´ Tesszelaci ´ primit´ıv tipusokat hasznal ´ Specialis ´ ¨ foltok (patches) negysz og ´ ¨ foltok haromsz og





DirectX

´ os ´ lep ´ esek ´ Tesszelaci ´ primit´ıv tipusokat hasznal ´ Specialis ´ ¨ foltok (patches) negysz og ´ ¨ foltok haromsz og iso-vonalak





DirectX


¨ ´ okat ´ ´ u´ Alapotlet: a transzformaci az alacsony felbontas ´ ´ tesszelaci ´ oval, ´ foltokon vegezz uk, hardveresen bontjuk ¨ es ´ tesszuk ´ ´ fel kisebb darabokra es a. ¨ reszletgazdagg





DirectX


¨ ´ okat ´ ´ u´ Alapotlet: a transzformaci az alacsony felbontas ´ ´ tesszelaci ´ oval, ´ foltokon vegezz uk, hardveresen bontjuk ¨ es ´ tesszuk ´ ´ fel kisebb darabokra es a. ¨ reszletgazdagg ´ o: ´ Hasznalat





DirectX


¨ ´ okat ´ ´ u´ Alapotlet: a transzformaci az alacsony felbontas ´ ´ tesszelaci ´ oval, ´ foltokon vegezz uk, hardveresen bontjuk ¨ es ´ tesszuk ´ ´ fel kisebb darabokra es a. ¨ reszletgazdagg ´ o: ´ Hasznalat displacement mapping





DirectX


¨ ´ okat ´ ´ u´ Alapotlet: a transzformaci az alacsony felbontas ´ ´ tesszelaci ´ oval, ´ foltokon vegezz uk, hardveresen bontjuk ¨ es ´ tesszuk ´ ´ fel kisebb darabokra es a. ¨ reszletgazdagg ´ o: ´ Hasznalat displacement mapping ´ nezet fugg ¨ o˝ dinamikus LOD (level of detail)





DirectX


¨ ´ okat ´ ´ u´ Alapotlet: a transzformaci az alacsony felbontas ´ ´ tesszelaci ´ oval, ´ foltokon vegezz uk, hardveresen bontjuk ¨ es ´ tesszuk ´ ´ fel kisebb darabokra es a. ¨ reszletgazdagg ´ o: ´ Hasznalat displacement mapping ´ nezet fugg ¨ o˝ dinamikus LOD (level of detail) ´ ´ morph-olasok gyors´ıtasa





DirectX

Hull Shader Stage





DirectX

Hull Shader Stage





DirectX

Hull Shader Stage ´ dolgozza fel a Foltonkent bementi pontokat.





DirectX

Hull Shader Stage ´ dolgozza fel a Foltonkent bementi pontokat. Konstansokat rendel a folthoz, ´ as ´ modj ´ at ´ amik a tesszelal ´ ´ meg. hatarozz ak





DirectX

Hull Shader Stage ´ dolgozza fel a Foltonkent bementi pontokat. Konstansokat rendel a folthoz, ´ as ´ modj ´ at ´ amik a tesszelal ´ ´ meg. hatarozz ak ´ o´ mert ´ ek ´ et. ´ Megadja a tesszelaci





DirectX

Hull Shader Stage ´ dolgozza fel a Foltonkent bementi pontokat. Konstansokat rendel a folthoz, ´ as ´ modj ´ at ´ amik a tesszelal ´ ´ meg. hatarozz ak ´ o´ mert ´ ek ´ et. ´ Megadja a tesszelaci ´ kul ¨ kimenet: Ket ¨ on





DirectX

Hull Shader Stage ´ dolgozza fel a Foltonkent bementi pontokat. Konstansokat rendel a folthoz, ´ as ´ modj ´ at ´ amik a tesszelal ´ ´ meg. hatarozz ak ´ o´ mert ´ ek ´ et. ´ Megadja a tesszelaci ´ kul ¨ kimenet: Ket ¨ on ´ o˝ pontok a Domain Vezerl Shader-nek





DirectX

Hull Shader Stage ´ dolgozza fel a Foltonkent bementi pontokat. Konstansokat rendel a folthoz, ´ as ´ modj ´ at ´ amik a tesszelal ´ ´ meg. hatarozz ak ´ o´ mert ´ ek ´ et. ´ Megadja a tesszelaci ´ kul ¨ kimenet: Ket ¨ on ´ o˝ pontok a Domain Vezerl Shader-nek Konstansok a Tesselator Stage-nek





DirectX

Hull Shader Stage ´ dolgozza fel a Foltonkent bementi pontokat. Konstansokat rendel a folthoz, ´ as ´ modj ´ at ´ amik a tesszelal ´ ´ meg. hatarozz ak ´ o´ mert ´ ek ´ et. ´ Megadja a tesszelaci ´ kul ¨ kimenet: Ket ¨ on

msdn.microsoft.com

´ o˝ pontok a Domain Vezerl Shader-nek Konstansok a Tesselator Stage-nek





DirectX

Tesselator Stage

´ Nem programozhato.





DirectX

Tesselator Stage

´ Nem programozhato. ´ ´ ¨ Felbontja a tartomanyt kisebb darabokra (negysz og, ´ ¨ szakasz). haromsz og,





DirectX

Tesselator Stage

´ Nem programozhato. ´ ´ ¨ Felbontja a tartomanyt kisebb darabokra (negysz og, ´ ¨ szakasz). haromsz og, ´ ´ akat ´ ´ ıt elo˝ kimenetkent. ´ u, v (opcionalisan w) koordinat all´





DirectX

Tesselator Stage

´ Nem programozhato. ´ ´ ¨ Felbontja a tartomanyt kisebb darabokra (negysz og, ´ ¨ szakasz). haromsz og, ´ ´ akat ´ ´ ıt elo˝ kimenetkent. ´ u, v (opcionalisan w) koordinat all´ ´ ´ ´ ok ´ a primitive ”Lathatatlan” kimenet: topologiai informaci assembly-nek





DirectX

Domain Shader Stage





DirectX

Domain Shader Stage





DirectX

Domain Shader Stage ´ A Tesselator Stage soran ´ ıtott minden egyes pontra elo˝ all´ lefut.





DirectX

Domain Shader Stage ´ A Tesselator Stage soran ´ ıtott minden egyes pontra elo˝ all´ lefut. Bemenete:





DirectX

Domain Shader Stage ´ A Tesselator Stage soran ´ ıtott minden egyes pontra elo˝ all´ lefut. Bemenete: ˝ A Tesselator Stage-tol: u, v , (w)-k.





DirectX

Domain Shader Stage ´ A Tesselator Stage soran ´ ıtott minden egyes pontra elo˝ all´ lefut. Bemenete: ˝ A Tesselator Stage-tol: u, v , (w)-k. ˝ A Hull Shader-tol: ´ o˝ pontok vezerl





DirectX

Domain Shader Stage ´ A Tesselator Stage soran ´ ıtott minden egyes pontra elo˝ all´ lefut. Bemenete: ˝ A Tesselator Stage-tol: u, v , (w)-k. ˝ A Hull Shader-tol: ´ o˝ pontok vezerl ˝ A Hull Shader-tol: ´ os ´ faktorok tesszelaci





DirectX


˝ egyetlen A bemetekbol ´ ıt elo, ˝ es ´ az lesz a csucspontot all´ ´ kimenet. ´ Valasek Gabor [email protected]




DirectX


msdn.microsoft.com

˝ egyetlen A bemetekbol ´ ıt elo, ˝ es ´ az lesz a csucspontot all´ ´ kimenet. ´ Valasek Gabor [email protected]




DirectX

Compute Shader ´ anos ´ ´ u´ szam´ ´ ıtasokat ´ ˝ e´ a GPU-n. Altal cel tesz lehetov





DirectX

Compute Shader ´ anos ´ ´ u´ szam´ ´ ıtasokat ´ ˝ e´ a GPU-n. Altal cel tesz lehetov ´ adatszerkezeteket hasznal. ´ Specialis





DirectX

Compute Shader ´ anos ´ ´ u´ szam´ ´ ıtasokat ´ ˝ e´ a GPU-n. Altal cel tesz lehetov ´ adatszerkezeteket hasznal. ´ Specialis ´ ´ bemenetekre. Nincsenek megszor´ıtasok a ki- es





DirectX

Compute Shader ´ anos ´ ´ u´ szam´ ´ ıtasokat ´ ˝ e´ a GPU-n. Altal cel tesz lehetov ´ adatszerkezeteket hasznal. ´ Specialis ´ ´ bemenetekre. Nincsenek megszor´ıtasok a ki- es ´ asai: ´ Felhasznal





DirectX

Compute Shader ´ anos ´ ´ u´ szam´ ´ ıtasokat ´ ˝ e´ a GPU-n. Altal cel tesz lehetov ´ adatszerkezeteket hasznal. ´ Specialis ´ ´ bemenetekre. Nincsenek megszor´ıtasok a ki- es ´ asai: ´ Felhasznal ´ ´ Kepfeldolgoz as/post-processing





DirectX

Compute Shader ´ anos ´ ´ u´ szam´ ´ ıtasokat ´ ˝ e´ a GPU-n. Altal cel tesz lehetov ´ adatszerkezeteket hasznal. ´ Specialis ´ ´ bemenetekre. Nincsenek megszor´ıtasok a ki- es ´ asai: ´ Felhasznal ´ ´ Kepfeldolgoz as/post-processing Ray-tracing





DirectX

Compute Shader ´ anos ´ ´ u´ szam´ ´ ıtasokat ´ ˝ e´ a GPU-n. Altal cel tesz lehetov ´ adatszerkezeteket hasznal. ´ Specialis ´ ´ bemenetekre. Nincsenek megszor´ıtasok a ki- es ´ asai: ´ Felhasznal ´ ´ Kepfeldolgoz as/post-processing Ray-tracing Fizika





DirectX

Compute Shader ´ anos ´ ´ u´ szam´ ´ ıtasokat ´ ˝ e´ a GPU-n. Altal cel tesz lehetov ´ adatszerkezeteket hasznal. ´ Specialis ´ ´ bemenetekre. Nincsenek megszor´ıtasok a ki- es ´ asai: ´ Felhasznal ´ ´ Kepfeldolgoz as/post-processing Ray-tracing Fizika AI





DirectX


´ ”Testverei”





DirectX


´ ”Testverei” CUDA





DirectX


´ ”Testverei” CUDA OpenCL





OpenGL

Tartalom 1


2






OpenGL

OpenGL pipeline

´ elnevezesekkel, ´ ´ ol ´ hasonloak, ´ Mas de nagyjab mint a DX





OpenGL

OpenGL 3.x pipeline





OpenGL

OpenGL 4.1 pipeline





´ artya ´ ´ ok ´ Grafikus gyors´ıtok generaci

Tartalom 1


2







´ o´ 1. Generaci

NVIDIA TNT2, ATI Rage, 3dfx Voodoo3






´ o´ 1. Generaci

NVIDIA TNT2, ATI Rage, 3dfx Voodoo3 ´ ak ´ kiegesz´ ´ ıtese ´ A standard 2d-s videokarty






´ o´ 1. Generaci

NVIDIA TNT2, ATI Rage, 3dfx Voodoo3 ´ ak ´ kiegesz´ ´ ıtese ´ A standard 2d-s videokarty ´ okat ´ ´ a CPU csinalja! ´ Csucspont transzformaci meg ´






´ o´ 1. Generaci

NVIDIA TNT2, ATI Rage, 3dfx Voodoo3 ´ ak ´ kiegesz´ ´ ıtese ´ A standard 2d-s videokarty ´ okat ´ ´ a CPU csinalja! ´ Csucspont transzformaci meg ´ ´ ´ ast, ´ Z-buffer kezelest ´ vegezte ´ A kartya csak a textur ´ az






´ o´ (1999-2000) 2. Generaci

NVIDIA GeForce 256, GeForce 2, ATI Radeon 7500






´ o´ (1999-2000) 2. Generaci

NVIDIA GeForce 256, GeForce 2, ATI Radeon 7500 ´ ´ ok ´ es ´ az arnyal ´ ´ kezeles ´ et ´ a Atveszik a transzformaci as ´ CPU-tol.






´ o´ (1999-2000) 2. Generaci

NVIDIA GeForce 256, GeForce 2, ATI Radeon 7500 ´ ´ ok ´ es ´ az arnyal ´ ´ kezeles ´ et ´ a Atveszik a transzformaci as ´ CPU-tol. ´ DirectX 7 is tamogatja ´ Az OpenGL es a hardveres ´ okat ´ csucspont transzformaci ´






´ o´ (1999-2000) 2. Generaci

NVIDIA GeForce 256, GeForce 2, ATI Radeon 7500 ´ ´ ok ´ es ´ az arnyal ´ ´ kezeles ´ et ´ a Atveszik a transzformaci as ´ CPU-tol. ´ DirectX 7 is tamogatja ´ Az OpenGL es a hardveres ´ okat ´ csucspont transzformaci ´ ´ as ´ megjelenese: ´ Multi-textur bump map, light map ´ az






´ o´ (1999-2000) 2. Generaci

NVIDIA GeForce 256, GeForce 2, ATI Radeon 7500 ´ ´ ok ´ es ´ az arnyal ´ ´ kezeles ´ et ´ a Atveszik a transzformaci as ´ CPU-tol. ´ DirectX 7 is tamogatja ´ Az OpenGL es a hardveres ´ okat ´ csucspont transzformaci ´ ´ as ´ megjelenese: ´ Multi-textur bump map, light map ´ az ´ ´ nem Konfiguralhat o´ (driver szinten), de meg programozhato´






´ o´ (2001) 3. Generaci

NVIDIA GeForce 3, GeForce 4 Ti, Xbox, ATI Radeon 8500






´ o´ (2001) 3. Generaci

NVIDIA GeForce 3, GeForce 4 Ti, Xbox, ATI Radeon 8500 ´ ´ aga ´ A csucspont pipeline korlatozott programozhatos ´






´ o´ (2001) 3. Generaci

NVIDIA GeForce 3, GeForce 4 Ti, Xbox, ATI Radeon 8500 ´ ´ aga ´ A csucspont pipeline korlatozott programozhatos ´ ´ as, ´ de meg ´ nem Fejlettebb pixel szintu˝ konfigural ´ programozas






´ o´ (2001) 3. Generaci

NVIDIA GeForce 3, GeForce 4 Ti, Xbox, ATI Radeon 8500 ´ ´ aga ´ A csucspont pipeline korlatozott programozhatos ´ ´ as, ´ de meg ´ nem Fejlettebb pixel szintu˝ konfigural ´ programozas ´ tobbsz ¨ ¨ os ¨ mintavetelez ´ ´ (antialias-hoz) 3d-s textur or es ´ ak,






´ o´ (2002) 4. Generaci

NVIDIA GeForce FX, ATI Radeon 9700






´ o´ (2002) 4. Generaci

NVIDIA GeForce FX, ATI Radeon 9700 ´ pixel pipeline teljesen programozhato´ A csucspont es ´ ˝ ´ ´ ´ meg ´ vannak) (eroforr as-korl atok azert






´ o´ (2002) 4. Generaci

NVIDIA GeForce FX, ATI Radeon 9700 ´ pixel pipeline teljesen programozhato´ A csucspont es ´ ˝ ´ ´ ´ meg ´ vannak) (eroforr as-korl atok azert ´ Magas szintu˝ arnyal o´ nyelvek (shading languages) ´ (NVIDIA Cg, Microsoft HLSL, OpenGL GLSL) megjelenese






´ o´ (2002) 4. Generaci

NVIDIA GeForce FX, ATI Radeon 9700 ´ pixel pipeline teljesen programozhato´ A csucspont es ´ ˝ ´ ´ ´ meg ´ vannak) (eroforr as-korl atok azert ´ Magas szintu˝ arnyal o´ nyelvek (shading languages) ´ (NVIDIA Cg, Microsoft HLSL, OpenGL GLSL) megjelenese Shader Model 2.0 (simple branching)






´ o´ (2004) 5. Generaci

NVIDIA GeForce 6, ATI Radeon X, GeForce 7






´ o´ (2004) 5. Generaci

NVIDIA GeForce 6, ATI Radeon X, GeForce 7 ¨ puffer szimultan ´ renderelese ´ Tobb






´ o´ (2004) 5. Generaci

NVIDIA GeForce 6, ATI Radeon X, GeForce 7 ¨ puffer szimultan ´ renderelese ´ Tobb 64bites pipeline






´ o´ (2004) 5. Generaci

NVIDIA GeForce 6, ATI Radeon X, GeForce 7 ¨ puffer szimultan ´ renderelese ´ Tobb 64bites pipeline PCIe busz






´ o´ (2004) 5. Generaci

NVIDIA GeForce 6, ATI Radeon X, GeForce 7 ¨ puffer szimultan ´ renderelese ´ Tobb 64bites pipeline PCIe busz ¨ memoria, ´ ´ Tobb hosszabb csucspont arnyal o´ programok ´






´ o´ (2004) 5. Generaci

NVIDIA GeForce 6, ATI Radeon X, GeForce 7 ¨ puffer szimultan ´ renderelese ´ Tobb 64bites pipeline PCIe busz ¨ memoria, ´ ´ Tobb hosszabb csucspont arnyal o´ programok ´ Shader Model 3.0 (branching and looping in the pixel shader (physics))






´ o´ (2004) 5. Generaci

NVIDIA GeForce 6, ATI Radeon X, GeForce 7 ¨ puffer szimultan ´ renderelese ´ Tobb 64bites pipeline PCIe busz ¨ memoria, ´ ´ Tobb hosszabb csucspont arnyal o´ programok ´ Shader Model 3.0 (branching and looping in the pixel shader (physics)) HDRI, SLI, TSAA, TMAA






´ o´ (2007) 6. Generaci

DirectX 10






´ o´ (2007) 6. Generaci

DirectX 10 Shader Model 4.0 (Unified Shader Model, geometry shader)






´ o´ (2007) 6. Generaci

DirectX 10 Shader Model 4.0 (Unified Shader Model, geometry shader) Unified Shading Architecture






´ o´ (2007) 6. Generaci

DirectX 10 Shader Model 4.0 (Unified Shader Model, geometry shader) Unified Shading Architecture Shading performance 2x pixel, 12x vertex above G71






´ o´ (2007) 6. Generaci

DirectX 10 Shader Model 4.0 (Unified Shader Model, geometry shader) Unified Shading Architecture Shading performance 2x pixel, 12x vertex above G71 700 Mtransistors






´ o´ (2007) 6. Generaci

DirectX 10 Shader Model 4.0 (Unified Shader Model, geometry shader) Unified Shading Architecture Shading performance 2x pixel, 12x vertex above G71 700 Mtransistors 130W to 300W






´ o´ (2009-) 7. Generaci

DirectX 11, OpenGL 4.1






´ o´ (2009-) 7. Generaci

DirectX 11, OpenGL 4.1 Shader Model 5.0 (Compute Shader, Tesselation Shaders: Hull Shader & Domain Shader)






´ o´ (2009-) 7. Generaci

DirectX 11, OpenGL 4.1 Shader Model 5.0 (Compute Shader, Tesselation Shaders: Hull Shader & Domain Shader) ¨ ´ us ´ Tobbsz all ´ ag






´ o´ (2009-) 7. Generaci

DirectX 11, OpenGL 4.1 Shader Model 5.0 (Compute Shader, Tesselation Shaders: Hull Shader & Domain Shader) ¨ ´ us ´ Tobbsz all ´ ag ´ asok ´ Dynamic Shader Linkage: OOP jellegu˝ szolgatat HLSL-ben






´ o´ (2009-) 7. Generaci

DirectX 11, OpenGL 4.1 Shader Model 5.0 (Compute Shader, Tesselation Shaders: Hull Shader & Domain Shader) ¨ ´ us ´ Tobbsz all ´ ag ´ asok ´ Dynamic Shader Linkage: OOP jellegu˝ szolgatat HLSL-ben 3000+ Mtransistors






´ o´ (2009-) 7. Generaci

DirectX 11, OpenGL 4.1 Shader Model 5.0 (Compute Shader, Tesselation Shaders: Hull Shader & Domain Shader) ¨ ´ us ´ Tobbsz all ´ ag ´ asok ´ Dynamic Shader Linkage: OOP jellegu˝ szolgatat HLSL-ben 3000+ Mtransistors 1000 GFLOPs



Valasek Gábor

Recommend Documents