Uma Arquitetura de Suporte a Interações 3D ... - DCA - Unicamp

5.1 Requisitos 97
durante o processamento realizado no fluxo de renderização. Idealmente, devem ser conside-
radas deformações com relação aos vértices e com relação aos fragmentos produzidos durante
a rasterização. Em razão da complexidade envolvida no tratamento de geometria que sofreu
deformações com relação aos seus fragmentos, restringimos o escopo da arquitetura de modo a
tratar, de forma transparente à aplicação, somente deformações arbitrárias dos vértices. Para a
modificação de atributos de fragmentos, a arquitetura possibilita que a aplicação forneça seus
próprios procedimentos de tratamento de tais modificações.
Diferentes tipos de atributos geométricos devem ser calculados na GPU para representações de
superfícies suaves por malhas triangulares de modo a tornar possível a realização de um mapea-
mento entre os pontos da superfície renderizada na tela e os pontos da superfície original (i.e.,
antes das deformações na GPU), ou ainda a reconstrução, na CPU, da geometria deformada a
partir da obtenção de propriedades de geometria diferencial dos pontos da superfície amostra-
dos durante a renderização. A arquitetura também deve permitir que a aplicação escolha essas
propriedades a partir de uma paleta de atributos geométricos calculados na GPU, e possibilitar
a adição de novos atributos com semântica definida pela aplicação.
• Eficiência. A integração da arquitetura de interação com a atual arquitetura de hardware grá-
fico deve herdar as vantagens provenientes do uso da GPU como um processador de fluxo de
propósito geral: alto poder computacional e processamento assíncrono com relação à CPU.
Para isso, o processamento associado à estimativa das propriedades de geometria diferencial
deve ser realizado completamente na GPU usando a geometria armazenada na memória de
vídeo local. Tal estimativa exige o acesso a informações de conectividade da malha triangu-
lar, informações essas que geralmente não são fornecidas automaticamente pelas atuais GPUs
(GPUs compatíveis com o modelo de shader 4.0 suportam tal acesso, mas ainda de forma limi-
tada). Para contornar essa limitação, tanto os atributos geométricos como atributos topológicos
devem ser armazenados na memória de vídeo, organizadas como texturas em formato de ponto
flutuante. Neste caso, as texturas são utilizadas como áreas de memória genérica, e contêm
dados como a posição dos vértices, vetor normal e índices de vértices adjacentes.
A obtenção dos resultados do processamento de atributos na GPU requer transferências de
dados entre a GPU e a CPU através do barramento AGP (Advanced Graphics Port) ou PCI (Pe-
ripheral Component Interconnect) Express. Essa transferência pode ser ineficiente caso uma
grande quantidade de dados precise ser transferida a cada quadro de exibição. Além disso, re-
quer a sincronização de processamento entre as duas unidades de processamento, o que reduz
o desempenho associado ao processamento paralelo. Supomos que, em nossa arquitetura, essa
característica não representa um problema significativo, porquanto a quantidade de pixels lidos