初识3D渲染:GPU与显存

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初识3D渲染:GPU与显存

2024-03-02 06:18| 来源: 网络整理| 查看: 265

GPU:     Graphics Processing Unit:图形处理单元     1、从硬件上支持T&L     2、高并行结构     3、拥有更多的ALU(arithmetic logic unit)     4、流式并行计算

Shader:能在屏幕上着色或绘制某些东西的程序,是运行在GPU上的一组命令。

纹理:计算机图形学中的纹理既包括通常意义上物体表面的纹理即使物体表面呈现凹凸不平的沟纹,同时也包括在物体的光滑表面上的彩色图案。     GPU图形处理步骤 vertex shader(顶点着色器):              把输入的数据进行矩阵变换位置,计算光照公式生成逐顶点颜色,生成/变换纹理坐标     --可编程 primitive processing:                         对顶点进行特定组合形成线或者面  rasterisation(光栅化):                        把一个矢量图形转化为一系列像素点的过程 fragment shader(片元着色器):          将格点化后的图形着色                                               --可编程 testing and blending:                        测试和混合

显存和主存 主存:主板内存              显存:显卡自带的内存

显存带宽 = 显存位宽*显存频率/8           这个指标反映了GPU与显存之间数据通讯的快慢 显存位宽:显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数 显存工作频率:1/显存的时钟周期

集成显卡和独立显卡 集成显卡是集成在主机主板内部的,一般不带有显存,使用系统的一部分主内存作为显存,具体的占用大小一般由系统根据需要动态调整。 独立显卡是成独立的板卡,具备单独的显存,不占用系统内存,且技术上一般领先于集成显卡。 如果使用集成显卡运行需要大量占用内存的空间,对整个系统的影响会比较明显。 此外系统内存的频率通常比独立显卡的显存低很多,因此集成显卡的性能比独立显卡要差一些。

逐顶点计算与逐像素计算 逐顶点计算:对每个顶点计算着色,然后通过顶点在多边形所覆盖的区域对着色进行插值。 逐像素计算:对每个像素点进行单独计算着色。 对于高精度的多边形模型,由于每个多边形所覆盖的区域很小,因此采用逐顶点计算误差相对较小,可以满足要求。 但是对于多边形较少的模型,或者面积较大的多边形,逐顶点计算的误差较大,需要采用逐像素计算,但同时逐像素的计算量是比逐顶点要大的。

LOD技术(Levels Of Detail,多细节层次) 根据物体的位置、观察视角、重要程度不同等参数不同,相应减少其3D模型的面数,达到性能优化的效果。

MipMap贴图技术:根据摄像机的位置调整贴图的像素,距离近的地方像素大,距离远的地方像素小。 实现原理: Mipmap纹理技术是目前解决纹理分辨率与视点距离关系的最有效途径。         它会把一张贴图按照2的倍数进行缩小,直到1X1,然后把缩小的图都存起来。         在渲染时,根据图片与摄像机的距离,选择合适的一个或者两个图层计算得出所需像素的图片进行显示。

蒙皮:为了让骨骼驱动模型产生合理的运动,把模型绑定到骨骼上的技术叫做蒙皮。骨骼动画定点计算: P1(顶点的新位置) = (P0*bone1旋转 + bone1位移)*weight1 + (P0*bone2旋转 + bone2位移)*weight2 + ……

课后问题 1、为什么要减少顶点数量? 答:减少逐顶点计算的次数。

2、为什么要限制渲染面积? 答:减少逐像素计算的次数。

3、贴图的优化意义何在? 答:(1)和现实情况相符,且能节约带框、优化渲染性能;        (2)避免因贴图精度高于显示像素所带来的像素挤压和像素闪烁的问题。



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