Gráficos por ordenador en tiempo real

Gráficos por ordenador en tiempo real es el subcampo de gráficos por ordenador centrado en la producción y análisis de imágenes en tiempo real. El término se utiliza más a menudo en referencia a interactiva Gráficos 3D por computadora, normalmente utilizando un GPU, con video juegos los usuarios más notables. El término también puede referirse a cualquier cosa de representación una aplicaciónes INTERFAZ GRÁFICA DE USUARIO a tiempo real procesamiento de imágenes y Análisis de imagen.

Aunque los ordenadores se han sabido desde el principio para ser capaz de generar imágenes 2D con líneas simples, imágenes y polígonos en tiempo real (ej.: Algoritmo de Bresenham dibujo lineal), la creación de gráficos 3D por computadora y la velocidad necesaria para la generación de imágenes 3D de buena calidad en una pantalla rápido, siempre ha sido una tarea titánica para tradicional Arquitectura de von Neumann-sistemas basados en. El resto de este artículo se concentra en este aspecto ampliamente aceptada de gráficos en tiempo real en lugar de expandir en los principios de la infografía 2D en tiempo real.

Resumen

Este artículo se refiere a hacer el renderizado-cómputo lo suficiente, por lo que la serie de imágenes renderizadas induce la ilusión de movimiento en el cerebro humano del usuario. Esta ilusión permite la interacción con el software haciendo los cálculos teniendo en cuenta introducidos por el usuario. Es la unidad utilizada para medir la velocidad de fotogramas en una serie de imágenes fotogramas por segundo (fps). Existen diferentes técnicas para la representación, por ejemplo ray-tracing y rasterizar.

Principios de gráficos 3D por computadora en tiempo real

El objetivo de la infografía es generar un ordenador genera imagen utilizando ciertas métricas deseadas. Esta imagen es a menudo llamada un marco. ¿Qué tan rápido se generan estas imágenes o fotogramas en un momento dado determina real-puntualidad del método.

Un aspecto interesante de gráficos por ordenador en tiempo real es la forma en que se diferencia de los sistemas tradicionales de representación fuera de línea (y por lo tanto, estos son los sistemas de gráficos no en tiempo real); normalmente dependen de gráficos no en tiempo real trazado de rayos donde la operación costosa de trazado de rayos desde la cámara al mundo está permitido y pueden tomar tan mucho como horas o incluso días para un único fotograma. Por otro lado, en el caso de gráficos en tiempo real, el sistema tiene menos de 1/30 de un segundo por imagen. Para ello, los sistemas actuales no pueden permitirse tiros millones o incluso miles de millones de radios; en cambio, dependen de la técnica de z-buffer triángulo rasterización. En esta técnica, cada objeto se descompone en primitivas individuales — la más popular y común es el triángulo. Estos triángulos son entonces 'dibujados' o prestados en la pantalla uno por uno. Cada una de estos triángulos posicionados, rotado y escalado en la pantalla y un hardware especial (o en el caso de un emulador, el software rasterizador) llamado rasterizador genera los píxeles dentro de cada uno de estos triángulos. Estos triángulos luego se descomponen en otras más pequeñas unidades atómicas llamadas píxeles (o en terminología de gráficos de computadora, acertadamente llamado fragmentos) que sean adecuados para la visualización en una pantalla de visualización. Luego se dibujan los píxeles en la pantalla usando un color determinado; los sistemas actuales son capaces de decidir el color que resulta de estos triángulos — para por ejemplo un textura puede utilizarse para 'pintar' sobre un triángulo, que simplemente es decidir qué color de salida en cada píxel basado en una imagen almacenada; o en un caso más complejo, en cada píxel, uno puede calcular si una cierta luz está siendo visto o que no resulten en sombras muy buenas (usando una técnica llamada asignación de sombra).

Así, gráficos en tiempo real está orientada a proveer mayor rendimiento posible para la calidad más baja posible para una determinada clase de hardware. La mayoría de juegos de video y simuladores caen en esta categoría de gráficos en tiempo real. Como se mencionó anteriormente, gráficos en tiempo real es actualmente posible debido a los recientes avances significativos en estos componentes de hardware especial llamados gráficos (GPU) de unidades de procesamiento. Estos GPUs son capaces de manejar millones de triángulos por marco y dentro de cada triángulo tan capaz de manejar millones o incluso miles de millones de píxeles (es decir, generando estos colores pixel). Corriente DirectX 11/OpenGL 4.x clase hardware es capaz de generar efectos complejos sobre la marcha (es decir, en tiempo real) como volúmenes de sombra, Desenfoque de movimiento, generación de triángulo en tiempo real entre muchos otros. Aunque está disminuyendo la diferencia de calidad entre gráficos en tiempo real y gráficos tradicionales off-line, la precisión es aún muy inferior a la precisión del renderizado offline.

¿Por qué gráficos por ordenador en tiempo real?

Otra diferencia interesante entre gráficos en tiempo real y no en tiempo real es la interactividad deseada en gráficos en tiempo real. Retroalimentación suele ser la principal motivación para empujar gráficos en tiempo real a su furor. En casos como las películas, el director tiene el control total y determinismo de lo que tiene que ser dibujado en cada fotograma, típicamente con semanas o incluso años de toma de decisiones que involucran a un número de personas.

En el caso de infografía interactiva en tiempo real, generalmente un usuario está en control de lo que es a punto de ser dibujado en la pantalla; el usuario normalmente utiliza un dispositivo de entrada para proporcionar retroalimentación al sistema — por ejemplo, querer mover un personaje en la pantalla — y el sistema decide el siguiente fotograma basado en este caso en particular de la acción. La pantalla es generalmente mucho más lenta (en términos del número de fotogramas por segundo) en respuesta a la entrada del dispositivo (en términos de tiempo de respuesta de la entrada del dispositivo medido en ms). Una manera esto se justifica debido a la inmensa diferencia entre el tiempo de respuesta infinitesimal generada por el movimiento de un ser humano y la muy lenta velocidad de la perspectiva del sistema visual humano; Esto se traduce en avances significativos en gráficos de computadora, considerando que los avances en los dispositivos de entrada normalmente toman mucho más tiempo para alcanzar el mismo estado de adelanto fundamental (por ejemplo, la corriente Control remoto Wii), como los dispositivos de entrada tienen que ser muy rápido para ser utilizable.

Otro factor importante de control de gráficos por ordenador en tiempo real es la combinación de física y animación. Estas técnicas determinan en gran medida pasa a ser dibujado en la pantalla, o más precisamente, donde para dibujar ciertos objetos (decidir su posición) en la pantalla. Estas técnicas imitan el comportamiento (el dimensión temporal, no la dimensiones espaciales) visto en el mundo real al grado de que es de mucho más realista y compensadores-gráficos de computadora realismo.

Véase también

• Realidad aumentada
• Demoscene
• Realidad mixta
• Captura de movimiento
• Retroalimentación óptica
• Video arte
• Efectos en tiempo real

Enlaces externos

• Página de recursos de procesamiento en tiempo real -enlaces a muchos recursos útiles para gráficos 3D por computadora
• Portal RTR -recortado-abajo "best of" un conjunto de enlaces a recursos
• [1] -Max/MSP/Jitter puede utilizarse para crear instalaciones interactivas y gráficos por computadora en tiempo real
• Quartz Composer Ver también Quartz Composer y [2] Unidad

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