Opengl

SISTEMAS GRÁFICOS
TMM: Tecnoloxia Multimedia. 2006

GRUPO DE PROCESADO DE IMAGEN Y REALIDAD VIRTUAL
ETSI Telecomunicación. Universidad de Vigo

Donde Estamos?
Generalidades

●

Gráficos Interactivos
– – – – –

Interfaces herramientas CAD Interfaces herramientas de Modelado 3D Entretenimiento Interiores etc...

Donde NO Estamos?
Generalidades

●

Imágen Fotorealista
– –Películas Post Producción Ray­Tracing (POV Ray)

●

Técnicas
–

Arquitectura Hardware I
Generalidades

● ● ● ● ● ●

CPU RAM BUS VRAM GPU DAC

RAM

CPU

BUS (PCI, AGP, PCI Express)

Tarjeta Gráfica

Arquitectura Hardware II
Generalidades
RAM
●

Lee datos RAM Escribe VRAM a través del Bus PCI GPU lee VRAM DAC genera señal de Video

●

●

CPU

●BUS PCI/ISA/VESA LB
VRAM Dual­Port Memory Flicker – Retrazo Vertical PCI : 133 MB/s

VRAM

GPU

DAC

Arquitectura Hardware III
Generalidades
●

GPU accede directamente a la RAM del equipo
●

Tarjeta Gráfica tiene memoria local
●

CPU

RAM

GPU procesador complejo

BUS AGP/PCI Express

Velocidades de bus AGP x4 : 1 GB/s AGP x8: 2.1 GB/s PCI­Express (x16): 4GB/s

VRAM

GPU

DACArquitectura Hardware IV
Generalidades

●

MultiGPU
–

Permiten la conexión de varias tarjetas de video Mejora del rendimiento Dos Soluciones: ATI CrossFire y nVidia SLI

–

Arquitectura Hardware V
Generalidades
●

SLI: Scalable Link Interface
– – – –

Require 2 PCI­Express x16 2 o 4 tarjetas (QUAD SLI) Formas de trabajo:
● ●

Tarjetas idénticas conectadas por una PCBSFR: Split Frame Rendering AFR: Alternate Frame Rendering

Arquitectura Hardware IV
Generalidades
●

ATI Cross­Fire
– – –

Las tarjetas no tienen que ser idénticas Master Card Composition chip Modos de Funcionamiento:
● ● ● ●

Super Tiling Scissor (SFR) Alternate Frame Rendering (AFR) CrossFire SuperAA

Arquitectura Hardware V
Generalidades
●

ATI Cross­Fire. DiagramaMatemáticas I
Generalidades

●

Coordenadas Homogéneas
–

Coordenadas Homogéneas (x, y, z) ­> (x, y, z, 1) Transformación Afín x ­> Ax +b Matriz de Transformación A   b 0   1

Permiten representar transformaciones  afines como operaciones con matrices Transformaciones Afines:  Transformación lineal + Traslación
●

–

Rotación, Escalado, Proyección...

–Transformar un vector en coordenadas homogéneas = = Multiplicarlo por la matriz Composición de Transformaciones =  = Producto de Matrices

–

Matemáticas II
Generalidades

Quaternion v = a + b∙i + c∙j + d∙k = a + u Propiedades i*i = j*j = k*k = ­1 ij=k, jk=i, ki=j ji=­k, kj=­i, ik=­j

●

Quaternions
–

Se pueden ver como una generalización de los números complejos Representan rotaciones respecto a un eje Utilizados para realizar rotaciones suaves:
●

– –

Spherical Linear Interpolation (SLERP)

Introduccion
OpenGL

Notas Desarrollado por SGI en 1992 Soportado en la mayoria de plataformas existentes en la actualidad

● ●

API de bajo nivel (primitivas gráficas sencillas) Utilidades de mas alto nivel GLU, GLUT
–

Utility and Utility Toolkit Se requiere un interfaz con el sistema de ventanas (glx/wglx, SDL, glut,...) Microsoft DirectX (Direct3D) 

●

No proporciona Widgets/Ventanas
–

●

Alternativa: 
–

Introduccion
OpenGL
●

La especificacion la gestiona el Architecture  Review Board (ARB) Existen varias extensiones a la especificacion
–

●

ARB, NV, HP, SGI, etc... Libro Rojo (Redbook): OpenGL Programming Guide Libro Azul (BlueBook):  OpenGL Reference ManualSitio Oficial www.opengl.org

●

Dos libros para empezar:
–

–

Aplicaciones Graficas
OpenGL

●

Estructura general de una aplicación Gráfica
– –

INICIALIZACIÓN BUCLE INFINITO PRINCIPAL
● ● ● ●

Lee Eventos Procesa Eventos Render Frame Duerme Proceso

Matrices
OpenGL. Conceptos Generales
●

Trabajaremos con coordenadas homogéneas  y matrices de transformación....