Разработка модуля визуализации динамических объектов с использованием технологии пиксель-шейдеров

Анализируя сложившуюся ситуацию на рынке видеокарт, нельзя не отметить некую «гонку технологий», выражающуюся в непрерывном выпуске новых плат, подводящих всю линейку под определенные стандарты. На данный момент эталоном служит последний мультимедийно-ориентированный API от Microsoft - DirectX 9, для полной аппаратной поддержки которого по спецификациям требуется имплементация Пиксельных шейдеров версии 2.0 и выше, а также Вершинных 2.0. Аппетиты последнего в полной мере удовлетворяют лишь последние линейки графических чипов ATI и NVIDIA, R3xx и NVxx (кодовые названия GPU/VPU).
Но что же такое шейдеры? Вносят ли они реальный вклад в качество сцены? Данной тематике и будет посвящена данная дипломная работа.
Ше́йдер (англ. MYSHADER) — это программа для одной из ступеней графического конвейера, используемая в трёхмерной графике для определения окончательных параметров объекта или изображения. Она может включать в себя произвольной сложности описание поглощения и рассеяния света, наложения текстуры, отражение и преломление, затенение, смещение поверхности и эффекты пост-обработки.
Программируемые шейдеры гибки и эффективны. Сложные с виду поверхности могут быть визуализированы при помощи простых геометрических форм. Например, шейдеры могут быть использованы для рисования поверхности из трёхмерной керамической плитки на абсолютно плоской поверхности.
В настоящее время шейдеры делятся на три типа: вершинные, геометрические и фрагментные (пиксельные).
Вершинные шейдеры (Vertex MYSHADER)
Вершинный шейдер оперирует данными, сопоставленными с вершинами многогранников. К таким данным, в частности, относятся координаты вершины в пространстве, текстурные координаты, тангенс-вектор, вектор бинормали, вектор нормали. Вершинный шейдер может быть использован для видового и перспективного преобразования вершин, генерации текстурных координат, расчета освещения и т. д.
Геометрические шейдеры (Geometry MYSHADER)
Геометрический шейдер, в отличие от вершинного, способен...

В результате выполнения дипломной работы получены следующие результаты:
1. Подробно изучены возможности библиотек OpenGL и DirectX, их плюсы и минусы, наиболее эффективные области применения.
2. Подробно рассмотрена технология программирования с использованием пиксель-шейдеров, все плюсы и минусы применения шейдеров, эффекты, достигаемые благодаря их использованию, области применения и эффективность. Сделан вывод, что качественное использование шейдеров – сложная задача, требующая наличия у программиста множества дополнительных знаний, преимущества использования шейдеров заметно превышают недостатки.
3. Рассмотрены основные языки программирования шейдеров.
4. Приведены примеры программирования, с использованием технологии пиксель-шейдеров на примере рендеринга воды, показаны различные способы реализации данной модели.
5. Разработан модуль, для реализации динамических объектов, который, как видно из результатов теста, сокращает затраты выделяемой памяти видеопроцессором на 30%.