Algorithmes de la morphologie mathématique pour - Pastel - HAL

Algorithmes de la morphologie mathématique pour les architectures orientées fluxJaromír BRAMBORà l’intérieur d’une forme, pour interpoler les couleurs, les vecteurs décrivant les propriétés de la surface,les coordonnées des textures et peut même être utilisée pour interpoler d’autres données qui n’ont pas uncorrespondant direct dans le graphisme 3D.Après la création et l’obtention des paramètres interpolés des vertex, les fragments passent à l’unitéde traitement des fragments décrite sur la fig. 3.18 par le bloc Fragment processeur et appelée égalementpar le terme anglais fragment shader. Il s’agit d’une unité de traitement qui traite le flux de la mêmemanière que le Vertex processeur. C’est-à-dire que nous pouvons accéder aux paramètres globaux etmême échantillonner les textures mais nous ne pouvons pas influencer le traitement d’autres fragments oucréer de nouveaux fragments. Dans les applications graphiques 3D, cette unité est utilisée pour un calculintensif de la couleur locale du fragment et implémente la partie principale du calcul de l’illumination dela partie de la surface 3D qui correspond au fragment. C’est pourquoi ce bloc fonctionnel est fortementparallélisé, plus que celui du processeur des vertex, et son implémentation matérielle est optimisée pourl’accès massif aux textures, ce qui se traduit par une structure particulière des mémoires caches qui ontpour but d’exploiter au maximum la localité des données lors d’échantillonnage des textures.Les fragments traités passent dans l’unité suivante que nous désignons comme unité de post-traitementqui correspond dans la figure 3.18 au bloc Raster opération et qui regroupe tout un tas de fonctions utiles.Parmi elles, nous trouvons, selon les capacités de notre GPU cible, le fusionnement (appelé blendingavec les valeurs du framebuffer), application d’une transformation fixe sur les valeurs de la couleur, lesopérations du masque, les tests sur les valeurs, la convolution, la fonction stencil de masquage conditionnel,suppression des fragments selon la valeur de leur profondeur, accumulation des valeurs. Pour plusd’information, nous renvoyons le lecteur à la littérature Gra03, WNDS99 .Le flux des pixels qui sortent de ce bloc est écrit continuellement dans le framebuffer. Le framebuffera aujourd’hui de larges possibilité qui ne se restreignent pas seulement à un vidéobuffer. En effet, il estpossible d’y connecter diverses zones de mémoire d’un GPU et obtenir ainsi la sortie des résultats quiest configurable par l’utilisateur lors de l’exécution du programme dans les GPP.Pour conclure, nous devrions noter que l’évolution de la structure du pipeline graphique est constante.Il est fort probable que les fonctionnalités dont nous disposons à présent seront élargies, comme c’étaitdéjà le cas à plusieurs reprises. Par exemple, avant 2004, nous n’avions pas encore la possibilité d’accéderaux textures à partir des Vertex programmes. En même temps, le schéma de blocs que nous avonsprésenté sur la fig. 3.18, page 52, est assez général et devrait être valable dans sa forme encore un certaintemps. Cette remarque est due au fait que la recherche et le développement dans ce domaine sont trèsintensifs et nous pouvons nous attendre à des changements plus ou moins importants. Comme exempled’une implémentation non standard du schéma classique du pipeline graphique, nous pouvons citer l’architectureATTILA MGR+ 05a, MGR + 05b dans laquelle les unités de traitement des vertex et des fragmentssont réunies dans des blocs fonctionnels universels et programmables. Cette architecture distribue lesmoyens matériels pour le calcul en stream selon l’intensité du traitement dans un bloc ou l’autre et donneaux unités universelles soit la fonction d’un vertex processeur, soit d’un fragment processeur. Il s’agitd’une architecture tout-à-fait intéressante pour notre traitement dans lequel nous utilisons largement plusles unités des fragments que celles des vertex et où il serait avantageux de disposer de maximum demoyens matériels dédiés au traitement des fragments, même temporairement, pour ainsi obtenir uneparallélisation encore plus forte du traitement en flux.3.4.5.4 Interfaces de programmation des GPP - DirectX et (Open)GLIl faut disposer d’outils qui permettent aux programmeurs des applications sur les GPP de facilementutiliser les fonctionnalités matérielles des GPU. Deux groupes des API sont actuellement disponibles. Lepremier groupe est constitué par DirectX de Microsoft. Le deuxième groupe est constitué par OpenGLde Silicon Graphics Incorporated et par d’autres dont la syntaxe et les fonctionnalités sont très prochesd’OpenGL et dont nous pouvons citer Mesa ou l’API OpenGL ES destiné pour les systèmes embarqués.Les deux offrent une interface qui permet de manier les GPU mais elles diffèrent dans la philosophie54