Sistema de síntesis de imágenes de trazado de rayos en una plataforma de hardware embebido

Trazado de Rayos es un método de síntesis de imágenes en computación gráfica. Muchos problemas de desempeño ocurren al usar este método y son bien conocidos. Varias arquitecturas se han propuesto para resolver el problema durante los últimos 15 años. Este trabajo presenta una solución inicial al pro...

Full description

Autores:
Tipo de recurso:
masterThesis
Fecha de publicación:
2013
Institución:
Pontificia Universidad Javeriana
Repositorio:
Repositorio Universidad Javeriana
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.javeriana.edu.co:10554/12722
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10554/12722
https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.12722
Palabra clave:
Arquitectura digital
Rendering
FPGA
Digital architecture
Rendering
FPGA
Gráficos por computador
Procesamiento de datos en tiempo real
Maestría en ingeniería electrónica - Tesis y disertaciones académicas
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openAccess
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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional
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description Trazado de Rayos es un método de síntesis de imágenes en computación gráfica. Muchos problemas de desempeño ocurren al usar este método y son bien conocidos. Varias arquitecturas se han propuesto para resolver el problema durante los últimos 15 años. Este trabajo presenta una solución inicial al problema de desempeño, mediante la aceleración de las operaciones vectoriales principales, mediante arquitectura de hardware. Este trabajo busca ser también el punto de partida para otros trabajos que buscan soluciones al problema de Trazado de Rayos, u otros relacionados con el tema de aceleración hardware. La etapa acelerada en hardware fue descrita usando VHDL e implementada en una fpga Cyclone III EP3C25F324C6 de Altera. Un sistema de desarrollo embebido fue usado para el despliegue de la solución entera. La aceleración se hace por medio de un procesador vectorial de flujos llamado RayTrac. En este trabajo el objetivo era implementar un algoritmo de trazado de rayos acelerado con el RayTrac. También se realizó una comparación de la ejecución de operaciones vectoriales usando RayTrac hardware vs. Nios II software, donde se obtuvo un desempeño 10x cuando se ejecutan las operaciones en RayTrac en vez de Nios II.
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spelling Sistema de síntesis de imágenes de trazado de rayos en una plataforma de hardware embebidoGuarín Reyes, Julián AndrésArquitectura digitalRenderingFPGADigital architectureRenderingFPGAGráficos por computadorProcesamiento de datos en tiempo realMaestría en ingeniería electrónica - Tesis y disertaciones académicasTrazado de Rayos es un método de síntesis de imágenes en computación gráfica. Muchos problemas de desempeño ocurren al usar este método y son bien conocidos. Varias arquitecturas se han propuesto para resolver el problema durante los últimos 15 años. Este trabajo presenta una solución inicial al problema de desempeño, mediante la aceleración de las operaciones vectoriales principales, mediante arquitectura de hardware. Este trabajo busca ser también el punto de partida para otros trabajos que buscan soluciones al problema de Trazado de Rayos, u otros relacionados con el tema de aceleración hardware. La etapa acelerada en hardware fue descrita usando VHDL e implementada en una fpga Cyclone III EP3C25F324C6 de Altera. Un sistema de desarrollo embebido fue usado para el despliegue de la solución entera. La aceleración se hace por medio de un procesador vectorial de flujos llamado RayTrac. En este trabajo el objetivo era implementar un algoritmo de trazado de rayos acelerado con el RayTrac. También se realizó una comparación de la ejecución de operaciones vectoriales usando RayTrac hardware vs. Nios II software, donde se obtuvo un desempeño 10x cuando se ejecutan las operaciones en RayTrac en vez de Nios II.Ray Tracing is a rendering method in computer graphics. A lot of performance issues arise when used and are well known. Several architectures, to solve the problem, had been proposed along the last 15 years. This work presents an initial tackle to the performance problem, accelerating the core ray tracing vector operations, by means of hardware architecture. Also this work seeks out to be the start point to others, which strive for solutions towards the performance improvement of Ray Tracing performance, or another hardware acceleration related topic. The hardware accelerated stage architecture was described in VHDL and implemented on an Altera s Cyclone III EP3C25F324C6 fpga. For the deployment a embedded development kit was used with a NIOS II processor embedded inside the FPGA. The acceleration is made by means of a vectorial streaming processor called RayTrac. In this work the goal was to implement a RayTrac accelerated ray tracing algorithm. Also a comparison of operations execution using RayTrac hardware only vs. Nios II software only, getting a performance of 10x average when executing vector operations in RayTrac rather than in Nios II.Magíster en Ingeniería ElectrónicaMaestríaPontificia Universidad JaverianaMaestría en Ingeniería ElectrónicaFacultad de IngenieríaGarcía, Luisa FernandaParra, Carlos Alberto2015-01-19T00:30:01Z2016-01-13T21:01:09Z2020-04-16T17:56:00Z2015-01-19T00:30:01Z2016-01-13T21:01:09Z2020-04-16T17:56:00Z2013http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestríahttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccinfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionPDFapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10554/12722https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.12722instname:Pontificia Universidad Javerianareponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepourl:https://repository.javeriana.edu.cospaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessDe acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi (nuestra) obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización. De manera complementaria, garantizo (garantizamos) en mi (nuestra) calidad de estudiante (s) y por ende autor (es) exclusivo (s), que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi (nuestra) plena autoría, de mi (nuestro) esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi (nuestra) creación original particular y, por tanto, soy (somos) el (los) único (s) titular (es) de la misma. Además, aseguro (aseguramos) que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto (manifestamos) que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí (nuestro) competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos. Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré (continuaremos) conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que, de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor. De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, “Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores”, los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.http://purl.org/coar/access_right/c_abf2reponame:Repositorio Universidad Javerianainstname:Pontificia Universidad Javerianainstacron:Pontificia Universidad Javeriana2022-04-29T19:24:03Z