繪圖運算單元於即時繪圖成像之計算模型與資料描述結構(I)

Abstract

追求更為逼真細緻之電腦成像，一直是電腦圖學領域的主要目標之一，為此專 家學者無不精心鑽研各種方法，以期在螢幕上呈現出更為逼真的視覺效果。而近年來由 於繪圖加速硬體的快速發展，可程式化的「繪圖處理單元」（Graphics Processing Unit, GPU）更進一步帶動了即時繪圖運算的盛行，每年電腦繪圖相關的期刊以及研討會論 文，也廣泛地討論如何有效利用硬體之加速能力，配合各項即時繪圖演算法，來達到擬 真化即時繪圖運算之目的，使得即時繪圖成像儼然成為電腦圖學的一項重大分支領域。 為達到更加逼真之即時繪圖運算結果，許多演算法會採用「先行處理」 （Pre-Process）的方式，預先紀錄可能需要用到之資料，然後於執行時期階段利用儲存 之資料，重建出所需要的結果，用以加速執行時期之運算速度，並經由較為複雜之預先 計算，大幅增加最後成像之品質。然而，隨著人類對於逼真程度要求之提升，預先計算 並儲存之資料量也相對急遽上升，不但消耗大量的儲存空間，也同時增加了繪圖加速硬 體在資料存取上的負擔。 有鑑於此，我們擬將在本計畫當中，特別針對即時繪圖成像方面進行廣泛之研 究與討論，分析演算法在GPU 上執行之計算模型與資料描述結構，進一步探討如何縮 減所需要預先儲存之資料，同時於執行時期時更可以快速地重建出原始資料，以期能夠 達到更為擬真化之即時運算效能。