Мохаммад Ю. Я. Розробка програмно-апаратних рішень підвищення продуктивності комп'ютерних систем формування трьохмірних зображень

Об'єкт дослідження - процес візуалізації трьохмірних сцен комп'ютерною системою. Мета - підвищення продуктивності формування трьохмірних зображень за рахунок розробки нових методів і апаратних рішень для комп'ютерних систем формування реалістичних графічних зображень. Методи дослідження - методи теорії формування зображень, теорії обробки зображень, що стосуються дискретизації і інтерполяції, теорії колориметрії, теорії сприйняття, теорії паралельних алгоритмів і теорії проектування обчислювальних пристроїв на FPGA. Апаратура - персональні комп'ютери, кластер NeClus з MIMD-архітектурою. Теоретичні і практичні результати - розроблена і адаптована для кластера ДонНТУ NeClus з MIMD-архітектурою програмна компонента, що дозволило встановити залежність часу формування трьохмірного зображення від кроку інтерполяції, коефіцієнта максимальної відмінності в кольорі і кількості паралельних потоків; програмно реалізований запропонований метод постобробки сформованих трьохмірних зображень на MIMD-архітектурі, що дозволило встановити залежність часу формування зображення від кроку інтерполяції і кількості паралельних потоків; проведено експертне оцінювання порогового значення інтенсивності кольору та коефіцієнта максимальної відмінності в кольорі, що дозволило підвищити якість формованого зображення. Новизна - удосконалено метод підвищення продуктивності формування трьохмірних зображень, який на відміну від існуючих використовує піксельні сегменти або блоки і додає міжпіксельну інтерполяцію в кінець трасування поточного променя або групи променів, що підвищує швидкодію; одержав подальший розвиток метод постобробки зображення, сформованого на основі зворотного трасування променів, який на відміну від існуючих застосовує рядкову або блокову інтерполяцію, що дозволяє підвищити швидкодію формування зображення; одержала подальший розвиток структурна організація формування трьохмірних зображень на основі FPGA-трасувальника променів, яка на відміну від існуючих містить пристрій рядкової або блокової інтерполяції, що дозволяє підвищити продуктивність формування зображення. Ступінь впровадження - результати дисертаційного дослідження використовуються в Донецькому національному технічному університету при розробки програмного забезпечення комп'ютерних систем формування трьохмірних зображень. Сфера використання - розробка високоефективного комп'ютерних систем формування трьохмірних зображень.