Απλοποίηση τριγωνικών μοντέλων στην GPU
Subject
Ηλεκτρονικοί υπολογιστέςKeywords
Γραφικά υπολογιστών ; Υποσύστημα γραφικών ; Αλγόριθμοι ; OpenCL ; GPGPU ; GPU ; Κάρτες γραφικώνAbstract
Τα μοντέλα που αναπαριστούν τρισδιάστατα αντικείμενα, κυρίως με την μορφή των
τριγωνικών πλεγμάτων, χρησιμοποιούνται σε πάρα πολλές εφαρμογές στα γραφικά υπο-
λογιστών. Οι τρόποι παραγωγής τέτοιων μοντέλων επιτρέπουν τη δημιουργία τριγωνικών
πλεγμάτων με μεγάλο βαθμό λεπτομέρειας, κάτι που όμως δεν είναι επιθυμητό για όλες τις
χρήσεις αυτών. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος έχουν δημιουργηθεί αλγόριθμοι
απλοποίησης μοντέλων οι οποίοι παράγουν απλούστερα μοντέλα με βάση τα αρχικά, με
τους περισσότερους να είναι υλοποιημένοι για την CPU. Τα τελευταία χρόνια ωστόσο πα-
ρατηρείται μια ραγδαία ανάπτυξη στις δυνατότητες των επεξεργαστών γραφικών (GPUs)
σε σημείο που να έχουν ξεπεράσει τις CPUs σε επεξεργαστική ισχύ.
Αυτή η ραγδαία αύξηση της ισχύς των GPUs μαζί με την ανάπτυξη τεχνολογιών για την
χρήση τους για υπολογισμούς γενικού σκοπού είναι που μας οδήγησε στην χρήση τους για
απλοποίηση μοντέλων. Σε αυτή την εργασία παρουσιάζουμε έναν αλγόριθμο απλοποίη-
σης μοντέλων που εκτελεί συρρικνώσεις ακμών οδηγούμενες από τη μετρική σφάλματος
βασισμένη στα quadrics, ο οποίος εκμεταλλεύεται τις δυνατότητες των σύγχρονων καρ-
τών γραφικών. Καθώς οι GPUs μπορούν να αντιμετωπιστούν σαν πολυεπεξεργαστικά
συστήματα διαμοιρασμένης μνήμης, ο αλγόριθμος που υλοποιήσαμε χρησιμοποιεί πα-
ραλληλισμό δεδομένων όπως αυτός παρέχεται μέσω της τεχνολογίας OpenCL και δεν
έχει σειριακά τμήματα στην κύρια επαναληπτική δομή του ώστε να χρησιμοποιεί πλήρως
την επεξεργαστική ισχύ των GPUs. Ο αλγόριθμος απλοποιεί τριγωνικά πλέγματα που
έχουν την ιδιότητα της πολλαπλότητας και η υλοποίησή του παράγει αποτελέσματα γρη-
γορότερα σε σχέση με αντίστοιχη σειριακή υλοποίηση.
Abstract
Models that represent three-dimensional objects, mostly in the form of triangular meshes,
are used in many applications in computer graphics. The methods that produce such
models allow the creation of triangular meshes with a high degree of detail, which is not
always desirable for all of their uses. To solve this problem, simplification algorithms have
been developed which produce simpler models based on the original ones; most of these
algorithms are implemented on the CPU. In recent years, however, there has been a
rapid development in the capabilities of graphics processors (GPUs) to the point that they
exceed CPUs in processing power.
This rapid increase in the power of GPUs along with the development of technologies
to use them for general purpose calculations led us to use them for model simplification.
In this thesis we present a model simplification algorithm that performs edge contractions
driven by a quadric based error metric, which takes advantage of modern graphics cards.
As GPUs can be treated as shared memory multiprocessor systems, the algorithm we
developed is using data parallelism as provided by OpenCL and has no serial segments
in the main iterative structure in order to fully utilize the processing power of GPUs. The
algorithm simplifies triangular meshes that possess the property of 2-manifold and its
implementation produces results faster than the corresponding serial implementation.
Number of pages
72 σελ.Faculty
Σχολή Θετικών Επιστημών και ΤεχνολογίαςAcademic Department
Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας ΥπολογιστώνPost-graduate program
Επιστήμη και Τεχνολογία ΥπολογιστώνLanguage
GreekDescription
Μ.Δ.Ε. 16The following license files are associated with this item: