6533b834fe1ef96bd129d037

RESEARCH PRODUCT

3D grafikas atveidošana reālā laikā ar Vulkan API

subject

description

Maģistra darba mērķis veikt pētījumu par dažādām 3D grafikas atveidošanas iespējām uz mūsdienu datoriem, fokusējoties uz Vulkan programmsaskarni (turpmāk API), apskatot tās stiprās un vājas puses kā arī atšķirības no alternatīvām. Līdz šim tirgu ir dominējušas 2 API, lai izmantotu videokartes grafisko procesoru (turpmāk GPU) grafikas atveidošanai – OpenGL un DirectX. Tā kā mūsdienās 3D grafikas detalizācija un sarežģītība ir augoša, ir nepieciešami jauni risinājumi, kas precīzāk atbilst mūsdienu datoru arhitektūrai un ierīču daudzveidībai, kā arī dotu izstrādātājiem lielāku kontroli pār visiem notiekošajiem aprēķinu procesiem. Darba ietvaros ir izstrādāti divi 3D grafikas dzinēji. Vienā ir izmantots OpenGL, bet otrā Vulkan. Izstrādātie dzinēji nodrošina sekojošu funkcionalitāti: 3D objektu ielāde no modelēšanas programmām (.obj failu formāts), novērotāja kamera un perspektīva, 3D modeļa attēlošana, objektu tranformācijas (XYZ pozīcija, XYZ rotācija, izmērs), tekstūru kartēšana uz objektu virsmām un virziena gaisma. Abu izstrādāto dzinēju veiktspējas ir salīdzinātas pēc sekojošiem parametriem: kadri sekundē, CPU kopējā noslodze, RAM un VRAM patēriņš un daudzu CPU kodolu lietojums. Izstrādātais Vulkan dzinējs ir ievērojami ātrāks par OpenGL analogu. Atslēgvārdi: Vulkan API, OpenGL, DirectX, 3D graphics, Rendering, GPU computing.