Конвейерная архитектура занимает доминирующее положение среди существующих на сегодняшний день структур аппаратных средств графических систем, в особенности тех из них, которые должны формировать динамические изображения в реальном масштабе времени. Но следует отметить, что сам по себе принцип распараллеливания вычислений годится и для организации программного обеспечения при реализации высокопроизводительных графических пакетов API. Причем в обоих случаях - аппаратной и программной реализации - используются возможности, предоставляемые все той же моделью синтезированной камеры.
1.8. Архитектура графических систем
1.9. Резюме В этой главе описаны основные стадии разработки графических приложений, как они представляются при использовании нисходящего подхода к проектированию и обучению. Имея перед собой общую картину, читатель сможет приступить к разработке простейших графических программ уже при изучении материала следующей главы.
Мы делаем акцент на том, что в компьютерной графике главную роль играют методы, основанные на тех же физических принципах формирования изображения, которые действуют и в реальном мире, в частности в оптических системах, таких как фотокамера или глаз человека. В главе 2 будут рассмотрены вопросы ввода цвета в изображение, и вы увидите, что понимание основных принципов функционирования зрительной системы человека позволяет искусственно создавать изображения, воспринимаемые наблюдателем как реальные.
В этой главе мы рассмотрели в общих чертах три различные парадигмы формирования изображения с помощью компьютера. Описанная модель синтезируемой камеры имеет два очень важных для практики следствия. Во-первых, она предполагает независимость изображаемых объектов и наблюдателя, что влияет на способ организации библиотеки графических функций. Во-вторых, описанная модель открывает путь к использованию конвейерных принципов построения системы компьютерной графики.
В этой главе мы также познакомили читателей с идеей трассировки лучей при построении изображения сцены. Эта парадигма играет существенную роль в понимании процессов взаимодействия света и материала, на которой основан процесс формирования физического изображения. Метод трассировки лучей требует альтернативного варианта организации системы компьютерной графики, и мы попытались сделать набросок такого варианта системы. Однако уже поверхностный анализ показывает, что на этом пути нас ожидают весьма серьезные трудности, поскольку реально только малая часть всех лучей участвует в формировании изображений, а время, ушедшее на анализ большей их части, оказывается потраченным впустую. В главе 6 мы вернемся к этому методу и расскажем о способах повышения его эффективности.