Απλοποίηση τριγωνικών μοντέλων στην GPU

Abstract

Τα μοντέλα που αναπαριστούν τρισδιάστατα αντικείμενα, κυρίως με την μορφή των τριγωνικών πλεγμάτων, χρησιμοποιούνται σε πάρα πολλές εφαρμογές στα γραφικά υπο- λογιστών. Οι τρόποι παραγωγής τέτοιων μοντέλων επιτρέπουν τη δημιουργία τριγωνικών πλεγμάτων με μεγάλο βαθμό λεπτομέρειας, κάτι που όμως δεν είναι επιθυμητό για όλες τις χρήσεις αυτών. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος έχουν δημιουργηθεί αλγόριθμοι απλοποίησης μοντέλων οι οποίοι παράγουν απλούστερα μοντέλα με βάση τα αρχικά, με τους περισσότερους να είναι υλοποιημένοι για την CPU. Τα τελευταία χρόνια ωστόσο πα- ρατηρείται μια ραγδαία ανάπτυξη στις δυνατότητες των επεξεργαστών γραφικών (GPUs) σε σημείο που να έχουν ξεπεράσει τις CPUs σε επεξεργαστική ισχύ. Αυτή η ραγδαία αύξηση της ισχύς των GPUs μαζί με την ανάπτυξη τεχνολογιών για την χρήση τους για υπολογισμούς γενικού σκοπού είναι που μας οδήγησε στην χρήση τους για απλοποίηση μοντέλων. Σε αυτή την εργασία παρουσιάζουμε έναν αλγόριθμο απλοποίη- σης μοντέλων που εκτελεί συρρικνώσεις ακμών οδηγούμενες από τη μετρική σφάλματος βασισμένη στα quadrics, ο οποίος εκμεταλλεύεται τις δυνατότητες των σύγχρονων καρ- τών γραφικών. Καθώς οι GPUs μπορούν να αντιμετωπιστούν σαν πολυεπεξεργαστικά συστήματα διαμοιρασμένης μνήμης, ο αλγόριθμος που υλοποιήσαμε χρησιμοποιεί πα- ραλληλισμό δεδομένων όπως αυτός παρέχεται μέσω της τεχνολογίας OpenCL και δεν έχει σειριακά τμήματα στην κύρια επαναληπτική δομή του ώστε να χρησιμοποιεί πλήρως την επεξεργαστική ισχύ των GPUs. Ο αλγόριθμος απλοποιεί τριγωνικά πλέγματα που έχουν την ιδιότητα της πολλαπλότητας και η υλοποίησή του παράγει αποτελέσματα γρη- γορότερα σε σχέση με αντίστοιχη σειριακή υλοποίηση.