Засоби керування паралельними обчисленнями в завданнях комп’ютерної графіки

Д. П. Кучеров, К. О. Моргун, Л. С. Онікієнко

Анотація


У роботі розглянуто засоби забезпечення прискорення обчислень, які виникають при роботі з великими обсягами даних. Встановлено, що окрім комп’ютерної графіки, така потреба виникає в задачах не тільки для задач лінійної алгебри, де дані є структурованими, але й з неструктурованими даними. Відмічається, що природним підходом до рішення цієї проблеми є використання паралельних обчислень, що може бути виконано при багатопроцесорній архітектурі обчислювальних засобів та паралельному програмуванні. Відомі підходи, які спираються на апаратну реалізацію щодо вирішення конкретних завдань є витратними з боку ресурсів та в межах окремої організаційної структури є не придатними для вирішення розрахункових завдань різного типу. В той же час розвиваються інші підходи, які дозволяють підтримувати відомі процесорні структури та існуюче для них програмне забезпечення. Підхід оснований на застосуванні паралельної структури запропоновано в роботі для рішення задачі рендерінгу, в основі якої вирішується інтегральне рівняння освітленості методом Монте-Карло. Особливістю вирішення цього завдання є перехід від загального рівняння до трьох рівнянь, відповідних прийнятої кольорової моделі зображення, а саме моделі RGB. Рішення знаходиться в просторових координатах колірності, що вимагає подальшого переходу від просторових координат до реальних координат колірності. Крім цього, в кінцевому рішенні додатково відбувається корекція нелінійності пристрою відображення. Для застосування паралельних обчислень вирішення цього завдання в роботі пропонується розбиття вихідного зображення на частини відповідно до кількості процесорів, що приймають участь в розрахунках, та забезпечення їх синхронізації відповідними програмними засобами керування. Наводиться ряд прикладів застосування методу Монте-Карло для рішення наведених математичних задач, серед яких інтегрування функції та розвиток цього підходу для роботи із зображеннями. Наводяться також результати рішення цього завдання для створення фотореалістичного зображення, а також аналізується ефективність наданого рішення за формулою Амдала

Ключові слова


паралельні обчислення; засоби програмування; засоби обчислення; комп’ютерна графіка; Монте-Карло метод

Посилання


Воеводин В.В. Параллельные вычисления / Воеводин В.В., Воеводин Вл.В. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002. – 608 с.

Параллельные вычисления [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Параллельные_вычисления.

Введение в параллельные вычисления [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://habrahabr.ru/post/126930.

Долинский М. Обзор аппаратных и программных средств реализации параллельной обработки / М. Долинский, А. Толкачев // Компоненты и технологии. - № 4. – 2006. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.kit-e.ru/assets/files/pdf/2004_06_152.pdf

Моргун К. О. 3D моделювання анімованих персонажей / К. О. Моргун, Д.П. Кучеров // Наукоємні технології. – № 2 (26). – 2015. – С. 133-140.

Kucherov D.P. А visualization of 3D images by Back Ray Tracing: the Geometric Approach / D.P. Kucherov, К.О. Morgun, T.I. Golenkovskaya // Electonic and Control systems. – No. 2(48). – 2016. – p. 140-144.

Morgun K. O. Calculation of integrals by Monte Carlo in the illumination problem of synthesized objects / D. P. Kucherov, I. V. Ogirko, O. I. Ogirko, K. O. Morgun, T. I. Golenkovskaya // Science and education a new dimension. Natural and Technical Sciences. Vol. IV (11). – Is. 96. – 2016. – Р.42-47.

Моргун К. О. Інформаційна технологія рендерінгу 3D-обєктів / К. О. Моргун // Наукоємні технології. – № 3 (35). – 2017. – С. 189 – 196, doi: 10.18372/2310-5461.35.11837 (укр)


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


E-ISSN 2310-5461, ISSN 2075-0781

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.

Ulrich's Periodicals DirectoryIndex CopernicusDOAJSSMРИНЦWorldCatCASBASEDRIVERНаціональна бібліотека ім. ВернадськогоНауково-технічна бібліотека НАУ