Název:

Grafické a multimediální procesory

Zkratka:GMU
Ak.rok:2014/2015
Semestr:zimní
Studijní plán:
ProgramOborRočníkPovinnost
IT-MGR-2MBI-volitelný
IT-MGR-2MBS-volitelný
IT-MGR-2MGM-povinně volitelný - skupina C
IT-MGR-2MIN-volitelný
IT-MGR-2MIS-volitelný
IT-MGR-2MMI-volitelný
IT-MGR-2MMM-volitelný
IT-MGR-2MPV2.povinně volitelný - skupina G
IT-MGR-2MSK-volitelný
Vyučovací jazyk:čeština
Informace pro zapsané:http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/GMU/private/
Kredity:5 kreditů
Ukončení:zápočet+zkouška (písemná)
Výuka:
hod./sempřednáškasem./cvičenílab. cvičenípoč. cvičeníjiná
Rozsah:2600818
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:60001228
Garant:Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc., UPSY
Přednášející:Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc., UPSY
Cvičící:Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc., UPSY
Herout Adam, prof. Ing., Ph.D., UPGM
Kula Michal, Ing., UPGM
Milet Tomáš, Ing., UPGM
Fakulta:Fakulta informačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav počítačových systémů FIT VUT v Brně
Prerekvizity: 
Počítačová grafika (PGR), UPGM
Nahrazuje:
Grafické procesory (GMP), UPSY
 
Cíle předmětu:
  Seznámit studenty s obvodovou podporou a implementací grafických a multimediálních operací, a dále s využitím jazyka OpenCL k zpracování obrazové informace. Nově byl zařazen prostředek CUDA pro programování GPGPU.
Anotace:
  Barevné modely. OpenGL, OpenCL. Principy 2D/3D grafiky. Algoritmy počítačové grafiky a výpočetní náročnost. První a druhá generace grafických procesorů - TMS34010/20, TIGA, Trio64V+, Intel i860, Savage3D, Intel740, Permedia, RIVA TNT, NVIDIA, Tegra, mobilní procesory. Organizace obrazové paměti. Paralelizace geometrického stupně. Multiprocesorové rasterizační architektury - paralelizace obrazu a objektů. Mapování a komprese textur, pixelové interpolace. Grafické multiprocesory. GPGPU. Kvantování. Predikční kódování. Kosinová a waveletová transformace. Kompenzace pohybu a hybridní kódování. Podpásmové kódování a vektorové kvantování. Standardy pro přenos obrazů, videa a zvuku - JPEG, ITU-T H.261, H.264, MPEG-1, 2, 4, 7. Signálové procesory. Multimediální procesory - VLIW, Mpact, CyberPro. Multimediální rozšiřování instrukčního souboru x86 - MMX, SIMD. Hrací konzoly.
Získané dovednosti, znalosti a kompetence:
  Studenti se seznámí s obvodovou podporou grafických a multimediálních operací a s programováním těchto operací v jazyku OpenCL a prostředím CUDA.
Osnova přednášek:
 
  • Barevné modely, CUDA, 2D grafika.
  • GPU, OpenGL, OpenCL.
  • 3D grafika, složitost, grafické akcelerátory.
  • Obrazová paměť, grafické procesory.
  • Paralelizace geometrického a rasterizačního stupně.
  • Architektura SGI, mapování a komprese textur, pixelové interpolace.
  • Grafické multiprocesory, GPGPU.
  • Kvantování a predikční kódování.
  • Kosinová a waveletová transformace.
  • Kompenzace pohybu, podpásmové kódování.
  • JPEG, ITU-T H.261, MPEG-1.
  • MPEG-2, -4, -7, H.264.
  • Signálové procesory. Multimediální procesory. Hrací konzoly.
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.
Literatura referenční:
 
  • Foley J.D., van Dam A., Feiner S.K., Hughes J.F.: Computer Graphics, Principles and Practice, Addison Wesley, 1990
  • Rao K.R., Hwang J.J.: Techniques & Standards for Image, Video & Audio Coding, Prentice Hall, 1996
Literatura studijní:
 
  • Přednáškové materiály v elektronické formě.
Kontrolovaná výuka:
  Absolvování cvičení a vypracování projektů.
Průběžná kontrola studia:
  Absolvování cvičení a vypracování projektů.
Podmínky zápočtu:
  Absolvování cvičení a vypracování projektů.