Студопедия — Представление данных для графического процессора
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Представление данных для графического процессора






Центральные процессоры персональных компьютеров в большинстве случаев обрабатывают данные последовательно. Поэтому естественно то, что данные в оперативной памяти компьютера представлены в форме одномерных массивов: адрес каждой ячейки памяти представляется одним шестнадцатеричным числом, а последовательным ячейкам памяти соответствуют последовательные адреса. Даже если объектами моделирования являются многомерные структуры данных, такие как матрицы:

,

фактически их элементы всё равно хранятся и обрабатываются как одномерные последовательности:

.

В отличие от CPU, графические процессоры изначально предназначены для параллельной обработки данных, поэтому для них естественно обращаться к памяти, где данные хранятся в форме двумерных массивов и адресуются двумя координатами. Именно так устроена видеопамять, размещаемая на видеокартах (рис. 5.2). Данные в видеопамять записывает центральный процессор, с помощью драйвера видеокарты, который копирует эти данные из оперативной памяти компьютера. Для представления данных в необходимой для копирования форме можно применять стандартные процедуры библиотек DirectX и OpenGL.

Ещё одно отличие графических процессоров от CPU состоит в том, что при их программировании для адресации элементов массивов (т.е., в качестве номеров элементов) используются не целые числа, а числа с плавающей точкой, которые при обработке графики напрямую задавали бы координаты закрашиваемых областей на экране (рис. 5.2).

Перед началом исполнения шейдера в ячейки видеопамяти (рис. 5.2) долж­ны быть записаны исходные данные (здесь – элементы матриц). Затем с помощью драйвера видеокарты центральный процессор запускает расчёт. В ходе расчёта графический процессор последовательно извлекает эти данные из видеопамяти и применяет ко всем элементам один и тот же набор операций, заданный программой (например, рассчитывает сумму c ij = a ij+ b ij). Результаты расчёта (в примере - значения c ij) GPU записывает в область видеопамяти, называемую рендер-целью.

Как уже отмечено выше, исходные данные хранятся в виде двумерных массивов, и рендер-цель тоже представляет собой двумерный массив тех же размеров. В рассматриваемом примере с матрицами содержимым ячеек этих массивов являются скалярные числа. Существует также возможность хранить в этих ячейках 4-векторы, которые могут содержать, например, координаты частиц. Последняя возможность была реализована нами в молекулярной динамике (см. следующий пример).

Ячейки массивов с исходными данными и рендер-цели адресуются не целыми числами, а парами чисел с плавающей точкой, задающими координаты центров ячеек (как если бы ячейки являлись участками изображения на экране, а записанные в них данные – характеристиками этих участков). Координаты левых нижних углов ячеек лежат в диапазоне от 0 до 1, а координаты центров таковы, как это показано на рис. 5.2.

Применительно к графическим процессорам используется следующая терминология. Двумерные массивы, в которых хранятся входные данные, называют текстурами, а элементы этих массивов – текселями. Координаты текселей, указывающие на центры ячеек, называют текстурными координатами. Количество текселей равно количеству элементов во входных массивах. Рендер-цель также представляет собой текстуру, количество текселей в которой равно количеству элементов в выходном массиве.

Рис. 5.2. Области координат, которыми адресуются числа, обрабатываемые графическим процессором

Результаты своей работы графический процессор по умолчанию выводит на экран, а точнее - в область памяти, называемую буфером кадра (framebuffer). Тем не менее, вычисления, не отображаемые на экране, также возможны, поскольку существует возможность сохранять результаты в заранее выделенную область памяти, которая как раз и называется рендер-целью (Render Target). Все современные GPU способны выводить данные сразу в несколько рендер-целей (Multiple Render Targets).







Дата добавления: 2014-12-06; просмотров: 633. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Тема 2: Анатомо-топографическое строение полостей зубов верхней и нижней челюстей. Полость зуба — это сложная система разветвлений, имеющая разнообразную конфигурацию...

Виды и жанры театрализованных представлений   Проживание бронируется и оплачивается слушателями самостоятельно...

Что происходит при встрече с близнецовым пламенем   Если встреча с родственной душой может произойти достаточно спокойно – то встреча с близнецовым пламенем всегда подобна вспышке...

Гносеологический оптимизм, скептицизм, агностицизм.разновидности агностицизма Позицию Агностицизм защищает и критический реализм. Один из главных представителей этого направления...

Функциональные обязанности медсестры отделения реанимации · Медсестра отделения реанимации обязана осуществлять лечебно-профилактический и гигиенический уход за пациентами...

Определение трудоемкости работ и затрат машинного времени На основании ведомости объемов работ по объекту и норм времени ГЭСН составляется ведомость подсчёта трудоёмкости, затрат машинного времени, потребности в конструкциях, изделиях и материалах (табл...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия