Detail předmětu
Grafické a multimediální procesory
GMU Ak. rok 2018/2019 zimní semestr 5 kreditů
Úvod, základní koncepce. Architektura grafického systému. CUDA. OpenCL. OpenGL. Optimalizace výpočtu. Práce s pamětí. Unifikovaná paměť. Barevné modely, CIE, TV standardy. Pipeline a paralelizace. Paměti s přidanou logikou. Grafické systémy SGI, GF7800 a další. MM systémy MMX, SSE, AVX. MM a mobilní systémy, hrací konzoly. Výpočty se sníženou přesností, energeticky úsporné výpočty. Mapování a komprese textur. Pixelové interpolace. Digitální kamery, QR kódy. Černobílé zobrazení.
Garant předmětu
Koordinátor předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
- 26 hod. přednášky
- 8 hod. pc laboratoře
- 18 hod. projekty
Bodové hodnocení
- 60 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
- 12 bodů laboratoře
- 28 bodů projekty
Zajišťuje ústav
Přednášející
Kula Michal, Ing., Ph.D. (UPGM)
Milet Tomáš, Ing., Ph.D. (UPGM)
Cvičící
Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu
Studenti se seznámí s architekturou grafických systémů, obvodovou podporou a programovou implementací grafických a multimediálních operací a s programováním těchto operací v jazyku OpenCL, OpenGL a prostředím CUDA.
Cíle předmětu
Seznámit studenty s vývojem architektury grafických a multimediálních systémů, s obvodovou podporou a softwarovou implementací grafických a multimediálních operací na moderních grafických systémech. Zpracování a komprese obrázků s využitím jazyků OpenCL a OpenGL, optimalizace zpracování obrazové informace. Nové prostředí CUDA k programování GPGPU. Výpočty se sníženou přesností. MM systémy, mobilní systémy, energeticky úsporné systémy.
Proč je předmět vyučován
Jde o významnou aplikační problematiku informačních technologií, která kromě oblasti počítačové grafiky zasahuje významně do oblastí komunikací a vědeckotechnických výpočtů.
Doporučené prerekvizity
- Počítačová grafika (PGR)
Literatura studijní
- Lecture notes in e-format.
- Actual literature, patents and product white papers.
Osnova přednášek
- Úvod, základní koncepce. Architektura grafického systému. API. OpenCL. CUDA. Vulcan. OpenGL-CL, spolupráce, shadery.
- Úvod k moderním GPU architekturám, knihovna OpenCL.
- Paměťový model, profilování.
- Mapování algoritmů na GPU, optimalizace.
- Paměťové přenosy, pokročilé techniky optimalizace.
- Barevné modely, CIE, TV standardy. Grafický pipeline a paralelizace.
- Paměti s přidanou logikou.
- Vyspělé architektury rastrové grafiky, Silicon Graphics.
- Grafické multiprocesory GF7800, 8800.
- GPGPU - Tesla T8, Fermi, Tesla P100, Pascal, Titan GTX 1080, Echelon, Turing.
- Unifikovaná paměť.
- Energeticky úsporné GPU, úsporný mobil 363 µW.
- Výpočty se sníženou přesností.
- MM systémy, MMX, SSE, AVX.
- MMP, VLIW, SoC, mobilní systémy.
- Hrací konzoly PS4, Xbox 360, One. AMD APU.
- Mapy textur a komprese textur. Pixelové interpolace.
- Černobílé a polotónové zobrazení.
- Digitální kamery.
- QR kódy.
Osnova počítačových cvičení
- 12 bodů
1. Úvod do OpenCL
2. Paměťový model OpenCL
3. Komunikace mezi OpenCL a OpenGL
4. OpenGL a jeho využití pro paralelizaci
Osnova ostatní - projekty, práce
Individuální zadání projektů, 28 bodů.
Průběžná kontrola studia
Absolvování cvičení a vypracování projektů.
Podmínky zápočtu:
Absolvování cvičení a vypracování projektů. Min. 10 bodů.
Kontrolovaná výuka
Absolvování cvičení a vypracování projektů. Nahrazování podle dohody s vyučujícím.
Podmínky zápočtu
Absolvování cvičení a vypracování projektů. Min. 10 bodů.
Zařazení předmětu ve studijních plánech