{"id":115463,"date":"2018-03-11T10:43:58","date_gmt":"2018-03-11T10:43:58","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/aplicacion-de-las-unidades-de-procesamiento-grafico-en-el-diseno-e-implementacion-de-sistemas-de-ray-tracing\/"},"modified":"2018-03-11T10:43:58","modified_gmt":"2018-03-11T10:43:58","slug":"aplicacion-de-las-unidades-de-procesamiento-grafico-en-el-diseno-e-implementacion-de-sistemas-de-ray-tracing","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/complutense-de-madrid\/aplicacion-de-las-unidades-de-procesamiento-grafico-en-el-diseno-e-implementacion-de-sistemas-de-ray-tracing\/","title":{"rendered":"Aplicaci\u00f3n de las unidades de procesamiento gr\u00e1fico en el dise\u00f1o e implementaci\u00f3n de sistemas de ray tracing"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Roberto Torres De Alba <\/strong><\/h2>\n<p>La obtenci\u00f3n de im\u00e1genes que sean indistinguibles de una fotograf\u00eda es uno de los objetivos de la inform\u00e1tica gr\u00e1fica. Los algoritmos de ray tracing, que simulan el comportamiento de la luz trazando rayos a trav\u00e9s de una escena tridimensional, son los que obtienen las im\u00e1genes con mayor calidad. Sin embargo, se tratan de algoritmos lentos debido a la gran cantidad de rayos que se necesitan trazar para renderizar im\u00e1genes con buena calidad.  una operaci\u00f3n com\u00fan en los algoritmos de ray tracing consiste en encontrar el primer objeto de la escena intersecado por cada rayo. Para realizar esta tarea m\u00e1s eficientemente, se han desarrollado estructuras de datos que organizan la escena. Estas estructuras reciben el nombre de estructuras de aceleraci\u00f3n. las unidades de procesamiento gr\u00e1fico (o gpus) son un hardware que fue inicialmente dise\u00f1ado para implementar el algoritmo de la tuber\u00eda gr\u00e1fica. Con el tiempo, ha evolucionado hasta convertirse en la actualidad en un hardware paralelo completamente programable.  los algoritmos de ray tracing son altamente paralelos debido a que los rayos trazados son independientes entre s\u00ed. Este hecho es la principal raz\u00f3n para usar las gpus como hardware sobre el que implementar el ray tracing. Desafortunadamente, una implementaci\u00f3n directa no saca el m\u00e1ximo partido de las gpus. En esta tesis proponemos tres modificaciones de este algoritmo.  en primer lugar, hemos implementado un algoritmo de recorrido sin pila de una bvh hilvanada. En este recorrido, grupos de rayos, llamados paquetes, recorren juntos la estructura de aceleraci\u00f3n. Los rayos de cada paquete colaboran cada vez que leen datos de memoria, lo que aumenta la eficiencia de estos accesos. En segundo lugar, hemos desarrollado un nuevo algoritmo de recorrido de una estructura de aceleraci\u00f3n jer\u00e1rquica. El objetivo de este recorrido consiste en mejorar el rendimiento de los rayos que son geom\u00e9tricamente muy diferentes, por medio de un recorrido secuencial de ciertos sub\u00e1rboles de la estructura. En tercer lugar, hemos modificado la forma en que se generan los rayos para que las lecturas de memoria sean m\u00e1s eficientes. Esta nueva generaci\u00f3n permite trazar m\u00e1s rayos en el mismo tiempo, mejorando la calidad de las im\u00e1genes resultantes.  la forma en que se construye la estructura de aceleraci\u00f3n a partir de la escena influye en el n\u00famero de nodos que necesita recorrer cada rayo, lo que determina el rendimiento global de la aplicaci\u00f3n. El algoritmo de construcci\u00f3n usado actualmente est\u00e1 basado en la heur\u00edstica del \u00e1rea de la superficie (o sah). Nosotros proponemos varias modificaciones de esta heur\u00edstica que se especializa sobre un conjunto de rayos, lo que mejora la eficiencia de la estructura cuando los rayos exploran la escena.  en lo que respecta a la programaci\u00f3n de las gpus, hemos realizado una adaptaci\u00f3n a este hardware del algoritmo de dijkstra, que resuelve el problema del camino m\u00e1s corto desde un nodo hasta todos los dem\u00e1s. Nosotros hemos analizado el rendimiento de un algoritmo paralelo consistente en manejar paralelamente todos los nodos que tienen la misma estimaci\u00f3n m\u00ednima. Este algoritmo paralelo obtiene mejor rendimiento que el cl\u00e1sico secuencial en cpu.  desde el punto de vista del programador, una aplicaci\u00f3n se puede descomponer en una serie de operaciones sencillas, conocidas como primitivas. Una de estas primitivas es la llamada primitiva de reducci\u00f3n, que aplica una operaci\u00f3n binaria a todos los elementos de un array. Nosotros hemos analizado el comportamiento en gpu de tres implementaciones de esta primitiva en sus versiones segmentada y no segmentada. Hemos llegado a la conclusi\u00f3n de que no existe una implementaci\u00f3n que obtenga el mejor rendimiento en cualquier situaci\u00f3n para la versi\u00f3n segmentada, ya que depende de la distribuci\u00f3n de los segmentos en la entrada. Adem\u00e1s, hemos propuesto y probado dos optimizaciones que aceleran el rendimiento del mejor algoritmo conocido hasta entonces para la versi\u00f3n no segmentada.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Aplicaci\u00f3n de las unidades de procesamiento gr\u00e1fico en el dise\u00f1o e implementaci\u00f3n de sistemas de ray tracing<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Aplicaci\u00f3n de las unidades de procesamiento gr\u00e1fico en el dise\u00f1o e implementaci\u00f3n de sistemas de ray tracing <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Roberto Torres De Alba <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Complutense de Madrid<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 31\/03\/2014<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Antonio Gavilanes Franco<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: ricardo Pe\u00f1a mar\u00ed <\/li>\n<li>Antonio Sanz montemayor (vocal)<\/li>\n<li>gustavo ariel Patow (vocal)<\/li>\n<li>Francisco ramon Feito higueruela (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Roberto Torres De Alba La obtenci\u00f3n de im\u00e1genes que sean indistinguibles de una fotograf\u00eda es uno de [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[1890,986],"tags":[101834,170016,21896,165844,16545,228400],"class_list":["post-115463","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-de-los-ordenadores","category-complutense-de-madrid","tag-antonio-gavilanes-franco","tag-antonio-sanz-montemayor","tag-francisco-ramon-feito-higueruela","tag-gustavo-ariel-patow","tag-ricardo-pena-mari","tag-roberto-torres-de-alba"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/115463","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=115463"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/115463\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=115463"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=115463"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=115463"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}