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

4.2.1 Úvahy pro volbu dělícího schématu
Udělali jsme si přesnější představu o tom, čeho dosáhnout i jak toho dosáhnout. Čeká nás
problém nalezení vhodného dělícího schématu, které bude snadno vyhodnotitelné, přirozeně
adaptivní, a především bude nabízet dobré vizuální výsledky. Jsme přesvědčeni, že všechny tyto
parametry může nabídnout některé z používaných subdivision surfaces, nebo jeho patřičná
modifikace. Předně si zdůrazněme, že při výběru takového schématu stavíme vizuální výsledky
před pěkné matematické vlastnosti, tj. nemusíme kupříkladu nutně hledat schéma, které bude
spojité, často můžeme spoléhat i na schopnosti designéra, který případné nedostatky výstupu
zakryje.
První rozhodnutí (později změněna) byla založena čistě na racionální úvaze o tom, jaké existující
schéma má správné vlastnosti: chceme hledat pouze trojúhelníková schémata, protože jsou to
jediné mnohoúhelníky, se kterými můžeme pracovat na grafické kartě. Dále se zřejmě budeme
chtít omezit na interpolační schémata, neboť potřebujeme, aby zobrazovaný terén více držel tvar
se vstupními daty. Především by bylo nevhodné, pokud by se v jednotlivých iteracích měnila
celková podoba terénu – vizuálně by se to dalo řešit morfováním, ale výpočet fyzikálních
interakcí objektů s terénem by pak nemusel být korektní a konzistentní se zobrazováním.
Obrázek 4.1: V geometry shaderu máme k dispozici informace o zpracovávaném trojúhelníku
(zvýrazněný) a 3 dalších vrcholech sousedních trojúhelníků.
Dalším, zřejmě nejkritičtějším požadavkem na schéma je co nejmenší velikost jeho nosiče.
V geometry shaderu nemáme k dispozici informace ani pro celé 1-okolí zpracovávaného
trojúhelníku. Konkrétně je dostupná informace o 3 vrcholech trojúhelníku a dalších 3 vrcholech
sousedních trojúhelníků, jak ukazuje Obrázek 4.1. To je nedostatečné pro jakékoli běžně
používané schéma. Obejít to můžeme hned několika způsoby. První možnost je přímo do vrcholů
přidat nějakou informaci o jejich okolí. Tím by mohla značně narůst velikost dat, která, jak si záhy
ukážeme, přímo ovlivňuje rychlost algoritmu. Druhou možností je uložení přídavných informací
do textury a adresovat texturu za pomoci znalosti indexu primitiva (to je opět funkcionalita
přidaná nově do Shader Modelu 4.0). Toto řešení je možné, ale jeho nedostatkem je velmi
intenzivní využití texturovacích jednotech. S tím se pojí problém toho, že už samotná
rekonstrukce dat je silně závislá na čtení dat z textur. I přesto, že výpočet subdivision surface
může obnášet velké množství výpočtů, těžko by se poměr aritmetických a texturovacích operací
přiblížil aktuálně doporučovanému poměru 4:1 (94) a celé zobrazování by bylo závislé na
dostatečně rychlém přísunu dat. V tomto směru by řešení založené na uložení pomocných
hodnot společně s vrcholy mohlo vést k lepším výsledkům, neboť texturovací jednotky a data
vertex bufferů jsou oddělené datové zdroje a je obecným doporučení rozložit tíhu na oba.
58