Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/31334| Назва: | Розробка архітектури графічного рушія на основі об'єктного підходу |
| Інші назви: | Graphics engine architecture development based on object approach |
| Автори: | Ячменьов, Ігор Сергійович Yachmenov, Ihor |
| Приналежність: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Бібліографічний опис: | Ячменьов І. С. Розробка архітектури графічного рушія на основі об'єктного підходу : дипломна робота магістра за спеціальністю „122 — комп’ютерні науки“ / І. С. Ячменьов. — Тернопіль: ТНТУ, 2019. — 120 с. |
| Дата публікації: | 27-гру-2019 |
| Дата внесення: | 5-бер-2020 |
| Країна (код): | UA |
| Місце видання, проведення: | Тернопіль |
| Науковий керівник: | Фриз, Михайло Євгенович |
| Члени комітету: | Бойко, Ігор Володимирович |
| УДК: | 004.89 |
| Теми: | 122 комп'ютерні науки дані алгоритми дослідження графічний рушій візуалізація |
| Кількість сторінок: | 120 |
| Короткий огляд (реферат): | У дипломній роботі досліджено графічні рушія для візуалізації зображення
в реальному часу. Розроблено архітектуру графічного рушія та реалізовано
алгоритм для візуалізації даних в реальному часі.
У вступі проведено огляд розробки архітектури графічних рушіїв та
охарактеризовано основні завдання, які необхідно вирішити .
В першому розділі описано візуалізацію зображення в реальному часі та яке
програмне забезпечення використовується, які етапи виконуються для отримання
зображення описано концепції та проектні рішенння, які складають основу для
розробки графічного рушія.
В другому розділі розглянуто шаблони проектування які використовуються
для розробки архітектури на основі об’єктного підходу, яким чином відбуваєтсья
обробка шейдерів та ефектів у графічному рушії, які дані не спряють отриманню
кінцевого зображення.
В третьому розділі зображено архітектури графічного рушія на основі
об’єктного подходуа та реалізований алгоритму для візуалізації даних в реальному
часі на основі об’єктного підходу, та як шаблони проектування були використані в
процесі розробки. The diploma thesis explores the graphics engine for real-time image rendering. The architecture of the graphical engine was developed and an algorithm for real-time data visualization was implemented. The introduction provides an overview of the development of the architecture of graphical engines and outlines the main tasks that need to be addressed. The first section describes real-time image visualization and what software is used, what steps are taken to get the image, and describes the concepts and design solutions that form the basis for the development of the graphical engine. The second section discusses design patterns used to build an object-based architecture, how shaders are processed, and effects in the graphics engine that do not interfere with the final image. The third section describes the graphical engine architectures based on the object approach and an algorithm for real-time data visualization based on the object approach and how the design templates were used in the development process. |
| Зміст: | Вступ .................................................................................................................................. 9 1 Аналіз літературних джерел за тематикою «графічні рушії» .............................11 1.1 Візуалізація в реальному часі .........................................................................11 1.2 Графічне програмне забезпечення .................................................................13 1.3 Графічний конвеєр. Етапи роботи графічного конвеєра .............................15 1.4 Програмування GPU ........................................................................................21 1.5 Висновки до першого розділу ........................................................................27 2 Дослідження та аналіз роботи графічного рушія .................................................29 2.1 Обробка шейдерів та ефектів ..........................................................................29 2.2 Структури просторових даних ........................................................................31 2.3 Граф сцени ........................................................................................................34 2.4 Шаблони проектування ...................................................................................40 2.5 Порівняння доступних графічних рушіїв ......................................................42 2.6 Висновки до другого розділу ..........................................................................46 3 Архітектура графічного рушія на основі об’єктного підходу .............................47 3.1 Рівні графічного рушія ....................................................................................47 3.2 Графічний конвеєр ...........................................................................................53 3.3 Інтерфейс візуалізації ......................................................................................55 3.4 Бібліотека ефектів ............................................................................................56 3.5 Граф малюнку ...................................................................................................62 3.6 Граф сцени ........................................................................................................63 3.7 Застосування шаблонів проектування ...........................................................67 7 3.8 Реалізація алгоритму «Ray casting» ................................................................68 3.9 Висновки до третього розділу ........................................................................76 4 Спеціальний розділ .....................................................................................................77 4.1 Scanline Rendering ............................................................................................79 4.2 Ray Casting Rendering ......................................................................................79 4.3 Ray Tracing Rendering ......................................................................................82 4.4 Висновки до четвертого розділу.....................................................................85 5 Обґрунтування економічної ефективності ...............................................................86 5.1 Розрахунок норм часу на виконання науково-дослідної роботи ................86 5.2 Визначення витрат на оплату праці та відрахувань на соціальні заходи ...88 5.3 Розрахунок матеріальних витрат ....................................................................90 5.4 Розрахунок витрат на електроенергію ...........................................................91 5.5 Розрахунок суми амортизаційних відрахувань .............................................92 5.6 Обчислення накладних витрат ........................................................................93 5.7 Складання кошторису витрат та визначення собівартості науково- дослідницької роботи ....................................................................................94 5.8 Розрахунок ціни програмного продукту ........................................................95 5.9 Визначення економічної ефективності і терміну окупності капітальних вкладень ..........................................................................................................96 5.10 Висновок до п’ятого розділу .........................................................................97 6 Екологія ........................................................................................................................98 6.1 Застосування екологічних знань у різних галузях соціально-політичного життя. ..............................................................................................................98 8 6.2 Статистичні показники екологічних явищ. .................................................100 6.3 Висновок до шостого розділу .......................................................................103 7 Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях ............................................104 7.1 Охорона праці .................................................................................................104 7.1.1 Навчання з питань охорони праці ................................................... 104 7.1.2 Вплив шуму на здоров′я та працездатність людини, гранично допустимий рівень шуму ................................................................. 107 7.2 Безпека в надзвичайних ситуаціях ...............................................................109 7.2.1 Проведення рятувальних та інших невідкладних робіт на об’єкті господарської діяльності в осередку ураження (зараження) ......... 109 7.2.2 Вплив електромагнітного імпульсу (ЕМІ) ядерного вибуху на елементи виробництва та заходи захисту ....................................... 113 7.3 Висновок до сьомого розділу........................................................................117 Висновок .......................................................................................................................119 Список використаних джерел .....................................................................................120 Додатки |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/31334 |
| Власник авторського права: | Ячменьов Ігор Сергійович, 2019 |
| Перелік літератури: | 1. Архітектура OpenGL [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://www.opengl.org/about/arb/ – Дата доступу: 01.12.19 2. Майкл Віммер, Харальд Пірінгер та Вернер Пургатофер, «Когерентний ієрархічний кулінг: Застосування апаратних запитів», 2004 – 624 с. 3. І. Бак, Т. Фолі, Д. Хорн, «Потокові обчислення на графічному обладнанні, подані до транзакцій ACM з графіки», 2004 – 786 с. 4. NVIDIA Corporation, Інструментарій Cg [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://developer.nvidia.com/object/cg_toolkit.html – Дата доступу: 01.12.19 5. NVIDIA Corporation, Огляд CgFX [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://developer.nvidia.com/object/cg_users_manual.html – Дата доступу: 25.11.19 6. Джеймс Х. Кларк, «Ієрархічні геометричні моделі для алгоритмів видимих поверхонь, комунікації» 1976 – 554 с. 7. Khronos Group, Collada – 3D схема обміну ассетами [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://www.khronos.org/collada/ – Дата доступу: 20.11.19 8. Майкл Ф. Коен, Кріс Чху, Джон Р. Уоллес, «Радіознавство та реалістичний синтез зображень» 1993 – 889 с. 9. Майкл Дірінг, Стефані Віннер, Бік Схедіві, Кріс Даффі та Ніл, «Векторні шейдери: система VLSI для високоефективної графіки», 1988 – 979 с. 10. Microsoft Direct3D [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://www.microsoft.com/directx/ – Дата доступу: 05.11.19 121 11. Девід Еллсворт, «Паралельні архітектури та алгоритми для синтезу в режимі реального часу високоякісних зображень з використанням відкладеного затінення», 1990 – 950 с. 12. Джеймс Кларк, XML-аналізатор Expat [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://expat.sourceforge.net/ – Дата доступу: 15.11.19 13. Маркус Гігль та Майкл Віммер, «Проблема поєднання зображень та простору для плавного дискретного переходу LOD», 2007 – 678 с. 14. Шедерна мова OpenGL [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://www.opengl.org/documentation/glsl/ – Дата доступу: 19.11.19 15. Стефан Редон, «Інтерактивне виявлення зіткнень між складними моделями у великих середовищах з використанням графічного обладнання», 2015 – 695 с. 16. Шон Харгрівз, «Генерування шейдерів з фрагментів HLSL розширена візуалізація за допомогою DirectX та OpenGL», 2004 – 785 с. 17. Мережа розробників Microsoft, вступ до мови шейдерів DirectX 9 високого рівня [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/ms810449.aspx – Дата доступу: 15.10.19 18. Ніколас Гебхардт Irrlicht Engine - безкоштовний 3d-двигун з відкритим кодом [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://irrlicht.sourceforge.net/ – Дата доступу: 21.10.19 19. Sun Developer Network, Мова програмування Java [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://java.sun.com/ – Дата доступу: 15.11.19 20. Незалежна група JPEG, бібліотека для стиснення зображень JPEG [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://www.ijg.org/ – Дата доступу: 23.11.19 122 21. Джеймс Т. Каджія, «Рівняння візуалізації», 1986 – 335 с. 22. Канеко Т., Такахей Т., Інамі М., Кавакамі Н., Янагіда Я., Маеда Т.,Tachi S., «Детальне представлення фігури з паралелефоюванням», 201 – 485 с. 23. lib3ds ANSI-C бібліотека для 3ds моделей [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://lib3ds.sourceforge.net/ – Дата доступу: 10.10.19 24. Програмне забезпечення Rasterbar, бібліотека Luabind [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://www.rasterbar.com/products/luabind.html – Дата доступу: 28.10.19 25. Макдональд Дж. та Бут К. «Евристика для відстеження променів за допомогою ділення простору», 1990 – 335 с. 26. У. Марк, С. Гланвілл і К. Еклі «Cg: Система програмування графічного обладнання на C-подібній мові», 2003 – 555 с. 27. Microsoft Corporation, Microsoft Website [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://www.microsoft.com – Дата доступу: 23.11.19 28. Microsoft Corporation – MSDN Online, Довідки про ефекти [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://msdn.microsoft.com/archive/en-us/ – Дата доступу: 23.11.19 29. Microsoft Visual Studio Developer Center [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://msdn.microsoft.com/vstudio/ – Дата доступу: 23.11.19 30. NVIDIA Website [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://www.nvidia.com/ – Дата доступу: 24.11.19 31. Гарі Бішоп, Девід Макаллістер, «Картографування текстури рельєфу», 2000 – 369 с. 123 32. Веб-сайт SGI OpenGL, реєстр розширень OpenGL [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://www.opengl.org/registry/ - Дата доступу: 26.11.19 33. Веб-сайт OGRE 3D, OGRE 3D - графічний рушій із відкритим кодом [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://www.ogre3d.org/ – Дата доступу: 10.10.19 34. Формат файлів зображень високого динамічного діапазону OpenEXR [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://www.openexr.com/ – Дата доступу: 29.10.19 35. Веб-сайт відкритої графічної мови OpenGL [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL Візуалізація високоякісної графіки, http://www.opengl.org/ – Дата доступу: 25.10.19 36. SGI, Open Inventor – об'єктно-орієнтований 3D інструментарій [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://oss.sgi.com/projects/inventor/ – Дата доступу: 25.10.19 37. Джон О'Рорке, «Інтеграція шейдерів у прикладних програмах», 2004 – 587 с. 38. OpenSG – Основний веб-сайт [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://opensg.vrsource.org/ – Дата доступу: 23.11.19 39. OpenSceneGraph – Основний веб-сайт [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://www.openscenegraph.org/ – Дата доступу: 24.11.19 40. Еріх Гамма, Річард Хелм, Ральф Джонсон та Джон Вліссайдс, «Шаблони дизайну – елементи багаторазового об'єктно-орієнтованого програмного забезпечення», 1995 – 869 с. 41. Метт Фарр, «Вступ до шейдерних інтерфейсів», 2004 – 550 с. 124 42. Фонд програмного забезпечення Python, Мова програмування Python [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://www.python.org/ – Дата доступу: 25.11.19 43. Грег Уорд, Сяйво - Синтетична система візуалізації [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://radsite.lbl.gov/radiance / – Дата доступу: 23.11.19 44. Дієго Нехаб, RPly – «Бібліотека ANSI C для введення та виведення формату файлів», 2008 – 856 с. 45. Томаш Акенін-Моллер та Ерік Хейнс, «Візуалізація в режимі реального часу», 2002 – 458 с. 46. Ханан Самет «Проектування та аналіз структур просторових даних», 1989 – 745 с. 47. Крістоф Шлік «Пікселі високого динамічного діапазону», 1994 – 430 с. 48. Дональд П. Грінберг «Фізичні ефекти відблисків для цифрових зображень», 1995 – 589 с. 49. Джек Тумблін та Холлі Е. Рашмейер, «Відтворення тонів для реалістичних зображень», 1993 – 758 с. 50. Т. Уїтт і Д. М. Ваймер «Тестування програмного забезпечення для розробки тривимірної растрової графічної системи», 1981 – 852 с. 51. Ленс Вільямс, «Кидання вигнутих тіней на вигнуті поверхні», 1978 – 298 с. 52. Операційна система Microsoft Windows [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://www.microsoft.com/windows/default.mspx - Дата доступу: 25.11.19 53. Майкл Віммер, Маркус Гігл та Дітер Шмальстиег, «Швидкі покрокові інструкції з кешованими зображеннням та рейєром», 2005 – 875 с. 125 54. wxWidgets – Кросплатформна бібліотека графічного інтерфейсу [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://www.wxwidgets.org/ – Дата доступу: 27.11.19 55. Кирило Зеллер, «Практичне моделювання тканини на сучасних графічних процесорах», 2006 – 425 с. 56. Марк Адлер, zlib – Бібліотека стиснення зображення без втрат якості [Електронний ресурс] – 2019 – Режим доступу до ресурсу: URL http://zlib.net/ – Дата доступу: 29.11.19 57. Передельский Л. «Экология», 2014 – 608 с. 58. Фюкс Р. «Зеленая революция», 2016 – 336 с. 59. Вернадский В.И. «Биосфера и неосфера», 1989 – 687 с. 60. Голубець М.А. «Від біосфери до соціосфери», 1987 – 587 с. 61. Доценко И. «Химическая промышленность и охрана окружающей среды», 1986 – 875. 62. Хижняк М.І., Нагорна А.М. «Здоров’я людини та екологія», 1995 – 987 с. 63. МНЭПУ «Экология, охрана природы и экологическая безопасность», 1997 – 858 с. 64. Антоново В. П. «Уроки Чернобыля: радиация, жизнь, здоровье», 1989 – 458 с. 65. Білявський Г.О. «Основи загальної екології», 1995. – 368 с. 66. К.: Юрінком «Кодекс законів про працю України», 1998 – 1040 с. 67. Атаманчук П. «Охорона праці в галузі», 2017 – 322 с. 68. Антонюк А.«Гігієнічна класифікація праці за показниками шкідливості і небезпечності факторів виробничого середовища, важкості та напруженості трудового процесу», 1998 – 875 с.. 126 69. Реєстр ДНАОП «Державний реєстр міжгалузевих і галузевих нормативних актів про охорону праці», 1995 – 223 с. 70. ДСанПІН3.3.2.007-98, «Державні санітарні правила і норми роботи з візуальними дисплейними терміналами електронно – обчислювальних машин», 2015 – 789 с. 71. Свод стандартов «Система стандартов безопасности труда»,1989 – 874 с. 72. Вігренко I. С «Загальна та медична психологія», 1994 – 458 с. 73. Адміністрація Президента України «Про концепцію захисту населення і територій у разі загрози та виникнення надзвичайних ситуацій: Указ Президента України № 284/99 від 26.03.1999 р.», 1999 – 159 с.. 74. Секретаріат Верховної Ради України «Про захист населення і територій від надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру: Закон України № 1809-ПІ від 08.06.2000 р.», 2000 – 759 с. 75. Шубин Е.П. «Гражданская оборона», 1991 – 458 с. 76. Гетьман В.М. «Перша долікарська допомога в екстремальних ситуаціях», 1995 – 458 с. 77. Желібо Е.П., Заверуха Н.М., Зацарний В.В. «Безпека життєдіяльності», 2001 – 199 с. 78. НПАОП 40.1-1.21-98. «Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів», 1998 – 186 с. |
| Тип вмісту: | Master Thesis |
| Розташовується у зібраннях: | 122 — комп’ютерні науки |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| dyplom_Yachmenov_I_2019.pdf | Дипломна робота | 3,3 MB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити |
| autoreferat_Yachmenov_I_2019.pdf | Автореферат | 276,25 kB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити |
| avtorska_dovidka_Yachmenov.pdf | Авторська довідка | 489,17 kB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.
Інструменти адміністратора