GPU

GPU (Graphics Processing Unit) – это графический процессор, который частично формирует трехмерное изображение (3D) и позволяет разгрузить центральный процессор (CPU) от выполнения операций, связанных с расчетами геометрических трансформаций, моделей освещения и т.п.

Современные графические процессоры по сложности выполнения не уступают центральным процессорам. Это обусловлено также и тем, что с каждым днем к графике предъявляются все более и более высокие требования.

Разница графических процессоров заключается только в их функциональном назначении. Характеристики графических процессоров зависят от таких параметров, как: микроархитектура, тактовая частота работы графического ядра и технология их производства.

Специфическими характеристиками являются: число вершинных и пиксельных конвейеров, соответственно – Vertex Pipelines и Pixel Pipelines.

Для построения 3D-изображения GPU должен выполнить ряд операций: принять решение, какие объекты (видимые и невидимые) должны присутствовать в сцене; определить местоположение вершин, которые задают каждый из этих объектов; построить по этим вершинам грани; заполнить получившиеся области текстурами, соответствующими освещению, степени детализации, требуемым перспективным искажениям и т.д.

Повысить производительность этих операций позволяет их разбивка на стадии, а также распараллеливание операций. С указанной целью данные, полученные от CPU, обрабатываются в вершинном процессоре или блоке Vertex Pipelines, являющемся частью общего конвейера обработки.

Здесь рассчитывается общая геометрия сцены, положение вершин, образующих каркасную модель трехмерного изображения, ее освещение, а также производятся другие операции, связанные с общей геометрией модели изображения.

На следующем этапе конвейера происходит сборка модели в полигоны. При этом вершины соединяются между собой линиями, образую каркасную модель. Соединенные друг с другом вершины образуются полигоны.

При помощи специальных программ – вершинных шейдеров (Vertex Shader) вершинный процессор может выполнять операции деформации и анимации объектов, имитацию ткани и многие другие операции.

После сборки данные поступают в пиксельный процессор Pixel Pipeline, работающий под управлением специальной программы – пиксельного шейдера (Pixel Shader), которая определяет значения пикселов, заполняющих каркасную модель (т.е., растрирует ее), включая определение их цвета, яркости (освещения), прозрачности и т.д.

Пиксельные шейдеры реализуют также такие функции, как мультитекстурирование (наложение нескольких слоев текстуры), попиксельное освещение, создание процедурных текстур, постобработку кадров и т..д.

После обработки данных в пиксельном процессоре они поступают в блок растровых операций – ROP (Raster Operation). На данном этапе с использованием буфера глубины (Z-буфера) определяются и отбрасываются пикселы, которые будут не видны пользователю, т.е. отсекаются невидимые поверхности трехмерного изображения, а также реализуются эффекты полупрозрачности.

Менеджер
Сафронова Екатерина
Ведущий специалист
+7 (495) 152-46-79
Консультация специалиста
Наш менеджер перезвонит вам в течение 5 минут
Менеджер
Хорошова Анастасия
Эксперт
+7 (495) 152-46-79
Оставить заявку
Наш специалист свяжется с вами в течение 5 минут
Оставить отзыв
Ваш отзыв опубликуется после модерации