Detail předmětu

Grafické a multimediální procesory

FIT-GMUAk. rok: 2017/2018

Úvod, základní koncepce. Architektura grafického systému.  CUDA. OpenCL. OpenGL. Optimalizace výpočtu. Práce s pamětí. Výpočty se sníženou přesností. Mobilní systémy. Barevné modely, CIE, TV standardy. Pipeline a paralelizace.  MM systémy. Digitální kamery, QR kódy. Grafické systémy SGI, GF7800 a další. Transformace - ortogonalita, Haarova transformace, příklad JPEG. Celočíselná kosinová transformace. Paměti s přidanou logikou. Mapování a komprese textur. Pixelové interpolace. MMX, SSE, AVX. Waveletová transformace. Kódování faxu. Černobílé zobrazení, JBIG, míry zkreslení, hrací konzoly.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Vladimír Drábek, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Výsledky učení předmětu

Studenti se seznámí s obvodovou podporou a programovou implementací grafických a multimediálních operací a s programováním těchto operací v jazyku OpenCL, OpenGL a prostředím CUDA.

Prerekvizity

Nejsou žádné prerekvizity.

Způsob a kritéria hodnocení

Absolvování cvičení a vypracování projektů.

Osnovy výuky

    Osnova přednášek:
    • Úvod, základní koncepce. Architektura grafického systému. CUDA. OpenCL. OpenGL.
    • Optimalizace výpočtů na moderních GPGPU. 
    • Barevné modely, CIE, TV standardy. Grafické systémy, pipeline a paralelizace. Výpočty se sníženou přesností.
    • OpenGL. Shadery.  
    • MM systémy, mobilní systémy.
    • Práce s vlákny.
    • Grafické systémy SGI, GF7800 a další.
    • Práce s pamětí.
    • Digitální kamery, QR kódy.
    • Transformace - ortogonalita, Haarova transformace, příklad JPEG.
    • Celočíselná kosinová transformace. Paměti s přidanou logikou.
    • Mapování a komprese textur. Pixelové interpolace. MMX, SSE, AVX.
    • Waveletová transformace. Kódování faxu.
    • Černobílé zobrazení, JBIG, míry zkreslení, 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.

Učební cíle

Seznámit studenty s obvodovou podporou a softwarovou implementací grafických a multimediálních operací na moderních grafických systémech. Transformace a komprese obrázků s využitím jazyků OpenCL a OpenGL, optimalizace zpracování obrazové informace. Nové prostředí CUDA k programování GPGPU. Výpočty se sníženou přesností. Mobilní systémy.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Absolvování cvičení a vypracování projektů.

Prerekvizity a korekvizity

Základní literatura

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 Další aktuální literatura a firemní zdroje.

Doporučená literatura

Přednáškové materiály v elektronické formě.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MBI , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    obor MSK , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    obor MMM , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    obor MBS , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    obor MIS , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    obor MIN , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    obor MGM , 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
    obor MPV , 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vladimír Drábek, CSc.

Osnova

  • Úvod, základní koncepce. Architektura grafického systému. CUDA. OpenCL. OpenGL.
  • Optimalizace výpočtů na moderních GPGPU. 
  • Barevné modely, CIE, TV standardy. Grafické systémy, pipeline a paralelizace. Výpočty se sníženou přesností.
  • OpenGL. Shadery.  
  • MM systémy, mobilní systémy.
  • Práce s vlákny.
  • Grafické systémy SGI, GF7800 a další.
  • Práce s pamětí.
  • Digitální kamery, QR kódy.
  • Transformace - ortogonalita, Haarova transformace, příklad JPEG.
  • Celočíselná kosinová transformace. Paměti s přidanou logikou.
  • Mapování a komprese textur. Pixelové interpolace. MMX, SSE, AVX.
  • Waveletová transformace. Kódování faxu.
  • Černobílé zobrazení, JBIG, míry zkreslení, hrací konzoly.

Cvičení na počítači

8 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vladimír Drábek, CSc.

Osnova

  • 12 bodů
    1. Úvod do OpenCL
    2. Paměťový model OpenCL
    3. Komunikace mezi OpenCL a OpenGL
    4. OpenGL a jeho využití pro paralelizaci

Projekt

18 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vladimír Drábek, CSc.