dir. (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Arquitectura de Computadors i Sistemes Operatius)
| Títol variant: |
Análisis de las capacidades y prestaciones de una GPU con hardware RTX y Vulkan |
| Títol variant: |
Anàlisi de les capacitats i prestaciones d'una GPU amb hardware RTX i Vulkan |
| Data: |
2021 |
| Resum: |
The new GPUs from Nvidia and AMD include hardware ray-tracing acceleration units that enable regular consumer computers to be capable of drawing 3D scenes in a more realistic way than by simple rasterization. Rasterization is limited among other things by the fact that drawing is always made in the local context of every object in the scene, while ray-tracing is performed on the whole scene. The access to these hardware ray-tracing units by the programmer is by means of the new "RTX" extensions that have been released by the Khronos Group for their Vulkan API, the lower level successor to the industry-standard OpenGL. So it may be time to bite the bullet, leave the comfort of OpenGL behind, and start learning the API of it's successor and how it engages with the new RTX extensions. This text attempts to give you some general guidance to aid in learning the Vulkan API, a small introduction in how ray-tracing works, how this new hardware handles it, and the new type of shaders required to be supplied to the GPU for the calculations and drawing. Then, finally, a small ray-tracer is put together in order to create some 3D scenes showing some of the interesting new capabilities that are difficult or impossible to achieve by means of rasterization: Shadows, reflections, and refraction of the light rays, along with measuring and providing the frames per second achieved with the employed hardware configuration while drawing each of them. |
| Resum: |
Las nuevas GPU de Nvidia y AMD incluyen unidades de aceleración de trazado de rayos de hardware que permiten que las computadoras de consumo normales sean capaces de dibujar escenas en 3D de una manera más realista que mediante una simple rasterización. La rasterización está limitada, entre otras cosas, por el hecho de que el dibujo siempre se realiza en el contexto local de cada objeto de la escena, mientras que el trazado de rayos se realiza en la escena en general. El acceso a estas unidades de trazado de rayos de hardware por parte del programador se realiza mediante las nuevas extensiones "RTX" que Khronos Group ha lanzado para su API Vulkan, el sucesor de nivel inferior del estándar de la industria OpenGL. Por lo tanto, puede ser el momento de morder la bala, dejar atrás la comodidad de OpenGL y comenzar a aprender la API de su sucesor y cómo se relaciona con el nuevo RTX extensiones. Este texto intenta brindarle una guía general para ayudarlo a aprender la API de Vulkan, una pequeña introducción sobre cómo funciona el trazado de rayos, cómo lo maneja este nuevo hardware y el nuevo tipo de sombreadores que se deben suministrar a la GPU para los cálculos y dibujo. Luego, finalmente, se ensambla un pequeño trazador de rayos para crear algunas escenas en 3D que muestran algunas de las nuevas e interesantes capacidades difíciles o imposibles de conseguir mediante rasterización: sombras, reflejos y refracción de los rayos de luz, además de medir y proporcionar los fotogramas por segundo conseguidos con la configuración hardware empleada al dibujar cada uno de ellos. |
| Resum: |
Les noves GPU de Nvidia i AMD inclouen unitats d'acceleració de traçat de raigs de maquinari que permeten que els ordinadors de consum normals siguin capaços de dibuixar escenes en 3D d'una manera més realista que mitjançant una simple rasterización. La rasterització està limitada, entre altres coses, pel fet que el dibuix sempre es realitza en el context local de cada objecte de l'escena, mentre que el traçat de raigs es realitza en l'escena en general. L'accés a aquestes unitats de traçat de raigs de maquinari per part de l'programador es realitza mitjançant les noves extensions "RTX" que Khronos Group ha llançat per a la seva API Vulkan, el successor de nivell inferior de l'estàndard de la indústria OpenGL. Per tant, pot ser el moment de mossegar la bala, deixar enrere la comoditat d'OpenGL i començar a aprendre l'API del seu successor i com es relaciona amb el nou RTX extensions. Aquest text intenta brindar-li una guia general per ajudar-lo a aprendre l'API de Vulkan, una petita introducció sobre com funciona el traçat de raigs, com ho maneja aquest nou maquinari i el nou tipus de ombrejadors que s'han de subministrar a la GPU per als càlculs i dibuix. Després, finalment, s'acobla un petit traçador de raigs per crear algunes escenes en 3D que mostren algunes de les noves i interessants capacitats difícils o impossibles d'aconseguir mitjançant rasterización: ombres, reflexos i refracció dels raigs de llum, a més de mesurar i proporcionar els fotogrames per segon aconseguits amb la configuració del maquinari emprada al dibuixar cada un d'ells. |
| Drets: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.  |
| Llengua: |
Anglès |
| Titulació: |
Grau en Enginyeria Informàtica [2502441] |
| Pla d'estudis: |
Enginyeria Informàtica [958] |
| Document: |
Treball final de grau ; Text |
| Àrea temàtica: |
Menció Enginyeria de Computadors |
| Matèria: |
Vulkan ;
OpenGL ;
RTX ;
Ray-tracing ;
Rasterization ;
GLSL ;
Shaders ;
Nvidia ;
AMD ;
Intel ;
Khronos Group ;
Rasterización ;
Rasterització |
visitant ::
identificació
dir. (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Arquitectura de Computadors i Sistemes Operatius)
