Seminar: Grafikprogrammierung

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Fritz Berg
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1 Game Developer Converence 08 Seminar: Grafikprogrammierung Alexander Weggerle

2 Seite 2 Einführung Themenüberblick Organisatorisches Seminarablauf liches

3 Seite 3 Einführung Seminar Motivation Vorbereitung auf Abschlussarbeit Erarbeitung von Wissen wissenschaftliches Arbeiten Austausch von Wissen Vortragstechnik Motivieren/Interessieren Sprache Blickkontakt Tempo

4 Seite 4 Einführung Echtzeitgrafik von wachsender Bedeutung Spiele, Virtuelle Welten, CAD, GUI, GPGPU Rasante Entwicklung Von statischer Pipeline zur universellen Rechenmaschine Leistungsfähigkeit (25 GFLOPS <> 1TFLOPS) Kein Kompatibilitätszwang Viele Konzepte von CPUs übernommen

5 Seite 5 Einführung (2) Demo

6 Seite 6 Einführung Themenüberblick Organisatorisches Seminarablauf liches

7 Seite 7 Themenüberblick (1) Themen 1. Grundlagen und Aufbau einer GK 2. 2D-Grafik / Vertex-Transformationen 3. Pixel-Transformationen 4. Echtzeitsimulationen und Raytracing 5. Bibliotheken für 3D-Computergrafik 6. Grafikengines 7. Schnittstellen und Anzeigetechnik 8. Hardware-Shader 9. GPGPU 10. Performance-Optimierungen 11. Video-Beschleunigung 12. Stand der Technik / Ausblick Historische Entwicklung 3D-Pipeline Clipping Rasterisierung

8 Seite 8 Themenüberblick (2) Themen 1. Grundlagen und Aufbau einer GK 2. 2D-Grafik / Vertex-Transformationen 3. Pixel-Transformationen 4. Echtzeitsimulationen und Raytracing 5. Bibliotheken für 3D-Computergrafik 6. Grafikengines 7. Schnittstellen und Anzeigetechnik 8. Hardware-Shader 9. GPGPU 10. Performance-Optimierungen 11. Video-Beschleunigung 12. Stand der Technik / Ausblick Beschleunigtes kopieren/ Zeichnen 2D Darstellungsmatrizen Tesselation Displacement

9 Seite 9 Themenüberblick (3) Themen 1. Grundlagen und Aufbau einer GK 2. 2D-Grafik / Vertex-Transformationen 3. Pixel-Transformationen 4. Echtzeitsimulationen und Raytracing 5. Bibliotheken für 3D-Computergrafik 6. Grafikengines 7. Schnittstellen und Anzeigetechnik 8. Hardware-Shader 9. GPGPU 10. Performance-Optimierungen 11. Video-Beschleunigung 12. Stand der Technik / Ausblick Beleuchtung Bump / Normal Mapping Textur Filterung Texturierung

10 Seite 10 Themenüberblick (4) Themen 1. Grundlagen und Aufbau einer GK 2. 2D-Grafik / Vertex-Transformationen 3. Pixel-Transformationen 4. Echtzeitsimulationen und Raytracing 5. Bibliotheken für 3D-Computergrafik 6. Grafikengines 7. Schnittstellen und Anzeigetechnik 8. Hardware-Shader 9. GPGPU 10. Performance-Optimierungen 11. Video-Beschleunigung 12. Stand der Technik / Ausblick Simulation in 3D-Programmen Wasser Partikel Hardware/Software Umsetzung Physik

11 Seite 11 Themenüberblick (5) Themen 1. Grundlagen und Aufbau einer GK 2. 2D-Grafik / Vertex-Transformationen 3. Pixel-Transformationen 4. Echtzeitsimulationen und Raytracing 5. Bibliotheken für 3D-Computergrafik 6. Grafikengines 7. Schnittstellen und Anzeigetechnik 8. Hardware-Shader 9. GPGPU 10. Performance-Optimierungen 11. Video-Beschleunigung 12. Stand der Technik / Ausblick Direct3D OpenGL Funktionsumfang

12 Seite 12 Themenüberblick (6) Themen 1. Grundlagen und Aufbau einer GK 2. 2D-Grafik / Vertex-Transformationen 3. Pixel-Transformationen 4. Echtzeitsimulationen und Raytracing 5. Bibliotheken für 3D-Computergrafik 6. Grafikengines 7. Schnittstellen und Anzeigetechnik 8. Hardware-Shader 9. GPGPU 10. Performance-Optimierungen 11. Video-Beschleunigung 12. Stand der Technik / Ausblick Notwendigkeit? Funktionsumfang Kollisionen Animationen... Szenengraph (statisch/dynamisch)

13 Seite 13 Themenüberblick (7) Themen 1. Grundlagen und Aufbau einer GK 2. 2D-Grafik / Vertex-Transformationen 3. Pixel-Transformationen 4. Echtzeitsimulationen und Raytracing 5. Bibliotheken für 3D-Computergrafik 6. Grafikengines 7. Schnittstellen und Anzeigetechnik 8. Hardware-Shader 9. GPGPU 10. Performance-Optimierungen 11. Video-Beschleunigung 12. Stand der Technik / Ausblick Übertragungstechiken (Kabel/Codierung) CRTC-Ansteuerung Anzeigetechniken Analog/Digital HDMI/DisplayPort/DLP

14 Seite 14 Themenüberblick (8) Themen 1. Grundlagen und Aufbau einer GK 2. 2D-Grafik / Vertex-Transformationen 3. Pixel-Transformationen 4. Echtzeitsimulationen und Raytracing 5. Bibliotheken für 3D-Computergrafik 6. Grafikengines 7. Schnittstellen und Anzeigetechnik 8. Hardware-Shader 9. GPGPU 10. Performance-Optimierungen 11. Video-Beschleunigung 12. Stand der Technik / Ausblick Pixel-/Vertex-/Geometry- Shader Unified Shader Einsatzzwecke Programmierung Prozedurale Geometrie

15 Seite 15 Themenüberblick (9) Themen 1. Grundlagen und Aufbau einer GK 2. 2D-Grafik / Vertex-Transformationen 3. Pixel-Transformationen 4. Echtzeitsimulationen und Raytracing 5. Bibliotheken für 3D-Computergrafik 6. Grafikengines 7. Schnittstellen und Anzeigetechnik 8. Hardware-Shader 9. GPGPU 10. Performance-Optimierungen 11. Video-Beschleunigung 12. Stand der Technik / Ausblick General Purpose Computation on Graphics Processing Unit CUDA von Nvidia TESLA

16 Seite 16 Themenüberblick (10) Themen 1. Grundlagen und Aufbau einer GK 2. 2D-Grafik / Vertex-Transformationen 3. Pixel-Transformationen 4. Echtzeitsimulationen und Raytracing 5. Bibliotheken für 3D-Computergrafik 6. Grafikengines 7. Schnittstellen und Anzeigetechnik 8. Hardware-Shader 9. GPGPU 10. Performance-Optimierungen 11. Video-Beschleunigung 12. Stand der Technik / Ausblick ZBuffer Komprimierte Texturen MipMapping Prozedurale Texturen SLI, Crossfire (Alternate Frame Rendering...) Leistungsaufnahme (Stromspartechniken...)

17 Seite 17 Themenüberblick (11) Themen 1. Grundlagen und Aufbau einer GK 2. 2D-Grafik / Vertex-Transformationen 3. Pixel-Transformationen 4. Echtzeitsimulationen und Raytracing 5. Bibliotheken für 3D-Computergrafik 6. Grafikengines 7. Schnittstellen und Anzeigetechnik 8. Hardware-Shader 9. GPGPU 10. Performance-Optimierungen 11. Video-Beschleunigung 12. Stand der Technik / Ausblick Farbraumkonvertierung Teilbereiche beschleunigt Mpeg H.264 HDCP

18 Seite 18 Themenüberblick (12) Themen 1. Grundlagen und Aufbau einer GK 2. 2D-Grafik / Vertex-Transformationen 3. Pixel-Transformationen 4. Echtzeitsimulationen und Raytracing 5. Bibliotheken für 3D-Computergrafik 6. Grafikengines 7. Schnittstellen und Anzeigetechnik 8. Hardware-Shader 9. GPGPU 10. Performance-Optimierungen 11. Video-Beschleunigung 12. Stand der Technik / Ausblick VLIW Prädikate Threads Arbitrierung Multitasking Virtueller Grafikspeicher Virtualisierung

19 Seite 19 Einführung Themenüberblick Organisatorisches Seminarablauf liches

20 Seite 20 Organisatorisches Termine Wöchentlich 2 Vorträge Beginn: Wochen vorher: Besprechung 2 Wochen vorher: Abgabe Ausarbeitung 1 Woche vorher: Abgabe Folien Scheinkriterien Regelmäßige und aktive Teilnahme Sorgfältige und termingerechte Arbeit Einmaliges unentschuldigtes Fehlen möglich

21 Seite 21 Einführung Themenüberblick Organisatorisches Seminarablauf liches

22 Seite 22 Seminarablauf Vortrag/Folien 30 Minute Vortrag Minuten Diskussion Demos/Beispiele/Videos einarbeiten Präsentation über Beamer. Laptop und Beamer werden gestellt. Abgabe per /USB-Stick/CD Dateiformat: Powerpoint/Impress/... und PDF Bei Filmen/Programmen Lauffähigkeit sicherstellen Gegenseitiges Bewerten: Positiv und Negativ Negatives als konstruktive Kritik Beschreiben, nicht bewerten Ich-Perspektive

23 Seite 23 Seminarablauf (2) Ausarbeitung sverzeichnis, Zusammenfassung, Referenzen 12 pt. Schrift Randabstand: 2 cm nach allen Seiten Bilder sagen mehr als tausend Worte Umfang: ~12 Seiten (min. 8 Seiten Text) Korrekturlesen (lassen) Abgabe als PDF

24 Seite 24 Einführung Themenüberblick Organisatorisches Seminarablauf liches

25 Seite 25 liches Wissenschaftliches Arbeiten Nachweisbare, nachvollziehbare Aussagen Darstellung: nüchtern, sachlich Klare Differenzierung zwischen eigenen und fremden Ergebnissen Zitate, Quellen, Auszüge klar deklarieren und referenzieren Zitate sinnvoll verwenden (keine komplette Ausarbeitung nur aus Zitaten) Keine Plagiate Wikipedia ist lediglich ein Einstieg

26 Seite 26 liches (2) Recherche Aktuelle Beispiele und Themen Selbständige Recherche von Informationen Bei Fragen Rücksprache mit dem Betreuer Selbstkritisches Arbeiten Was würde mich an meinem Thema am meisten interessieren?

27 Seite 27 Ende

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