Terrain Processing on Modern GPU - Computer Graphics Group ...

2 Zobrazování terénu
Zobrazování terénu již byla věnována nejedna publikace a ve hrách byl implementován nejeden
algoritmus, který problém lépe či hůře řešil s ohledem na dané prostředky. Starší algoritmy často
nejsou dnes plně použitelné, protože v době jejich vzniku byla významnější jiná kritéria. My jsme
se však na tento jev podívali z jiné strany – mnohé algoritmy a myšlenky, které v průběhu času
přestaly být atraktivní, se dnes mohou ukázat opět užitečné. Stejně tak mnohé návrhy, které se
objevily již dříve, ale jejichž implementace byla limitována architekturou či systémovými
prostředky, se mohou uplatnit nyní. Proto chceme nabídnout rekapitulaci významnějších
algoritmů, které za posledních 20 let vznikly a měly přímé uplatnění při zobrazování terénu. Není
cílem této práce vytvořit studii všech navržených přístupů, ale rádi bychom na příkladech těch
podle nás významnějších poukázali na některé důležité prvky návrhu a vlastnosti finálního
řešení.
V této kapitole rozebereme způsoby datové reprezentace terénních dat (paragraf 2.1) a pojmy
související s jejich zjednodušováním a zobrazováním (paragraf 2.2). Nakonec provedeme průřez
používanými technikami a algoritmy (paragraf 2.3).
2.1 Datová reprezentace terénu
S návrhem algoritmu na zobrazování jakýchkoli dat velmi úzce souvisí volba jejich datové
reprezentace, a to v několika úrovních zpracování. Jednu reprezentaci si svým způsobem vynutí
GPU, které je stavěno na zobrazování trojúhelníků, i když máme poměrně velkou volnost ve
způsobu dodání dat pro tyto trojúhelníky 5. Jinou reprezentaci můžeme zvolit pro udržování dat
za běhu programu, avšak v praxi jsou tyto dvě reprezentace zpravidla totožné, protože rozdílné
uložení dat v operační paměti a při zpracování na GPU si vyžaduje časté (obvykle každý snímek)
konverze jednoho formátu do druhého. Není to nepoužitelný přístup, ale pro zobrazování terénu
je nevhodný, neboť v případě terénu se jedná o velké množství dat, při jehož zpracování hrají
významnou roli i jinde zanedbatelné parametry. Konečně jinou reprezentaci si může vynutit
uložení dat na zdrojovém médiu, zvláště z důvodu limitujících přenosových rychlostí (zdrojem
může být server na Internetu, nebo optické médium). My se zde zaměříme na uložení dat
v operační paměti, tedy dat připravených na zobrazení pomocí GPU. Popíšeme si dva základní
přístupy:
1. Triangulated irregular network
2. Heightmap
5 Oproti prvním GPU, na kterých byla topologie těsně vázána na geometrii (každý vrchol nějakého
trojúhelníku měl přímo definovány souřadnice), nyní můžeme oddělit geometrii a uložit v podobě
textury, či dokonce utvářet topologii přímo na grafické kartě.
11