रीयल-टाइम कंप्यूटर ग्राफिक्स

वास्तविक समय कम्प्यूटिंग ग्राफिक्स या रियल-टाइम रेंडरिंग वास्तविक समय कंप्यूटिंग में छवियों के निर्माण और विश्लेषण पर केंद्रित  कंप्यूटर ग्राफिक्स  का उप-क्षेत्र है।यह शब्द किसी एप्लिकेशन के  ग्राफिकल यूज़र इंटरफ़ेस  (ग्राफिकल यूजर इंटरफेस) को रियल-टाइम  छवि विश्लेषण  तक प्रदान करने से कुछ भी संदर्भित कर सकता है, लेकिन इसका उपयोग अक्सर इंटरैक्टिव  3 डी कंप्यूटर ग्राफिक्स  के संदर्भ में किया जाता है, आमतौर पर एक  ग्राफ़िक्स प्रोसेसिंग युनिट  (GPU) का उपयोग किया जाता है।इस अवधारणा का एक उदाहरण एक  वीडियो गेम  है जो तेजी से गति के भ्रम पैदा करने के लिए 3 डी वातावरण को बदलते हुए बदल देता है।

कंप्यूटर अपने आविष्कार के बाद से वास्तविक समय में सरल रेखाओं, चित्रों और बहुभुज  जैसी 2 डी छवियों को उत्पन्न करने में सक्षम रहे हैं।हालांकि, विस्तृत 3 डी ऑब्जेक्ट्स को जल्दी से प्रस्तुत करना पारंपरिक  वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर -आधारित प्रणालियों के लिए एक कठिन काम है।इस समस्या के लिए एक प्रारंभिक समाधान  स्प्राइट (कंप्यूटर ग्राफिक्स)  एस,  2 डी कंप्यूटर ग्राफिक्स  का उपयोग था जो 3 डी ग्राफिक्स की नकल कर सकता था।

प्रतिपादन (कंप्यूटर ग्राफिक्स) के लिए अलग-अलग तकनीकें अब मौजूद हैं, जैसे कि  रियल-टाइम रे ट्रेसिंग  | रे-ट्रेसिंग और रेखापुणता।इन तकनीकों और उन्नत हार्डवेयर का उपयोग करते हुए, कंप्यूटर अब एक साथ उपयोगकर्ता इनपुट को स्वीकार करते हुए गति के भ्रम पैदा करने के लिए छवियों को पर्याप्त रूप से प्रस्तुत कर सकते हैं।इसका मतलब यह है कि उपयोगकर्ता वास्तविक समय में प्रदान की गई छवियों का जवाब दे सकता है, एक इंटरैक्टिव अनुभव का उत्पादन कर सकता है।

रियल-टाइम 3 डी कंप्यूटर ग्राफिक्स के सिद्धांत
कंप्यूटर ग्राफिक्स का लक्ष्य कंप्यूटर जनित कल्पना  उत्पन्न करना है। कंप्यूटर-जनित चित्र, या  फ़िल्म फ्रेम, कुछ वांछित मैट्रिक्स का उपयोग करके।ऐसा ही एक मीट्रिक छवि-आधारित मॉडलिंग की संख्या है और किसी दिए गए सेकंड में रेंडरिंग है।रियल-टाइम कंप्यूटर ग्राफिक्स सिस्टम पारंपरिक (यानी, गैर-वास्तविक-समय) रेंडरिंग सिस्टम से भिन्न होते हैं, जो कि गैर-वास्तविक समय ग्राफिक्स में आमतौर पर  रे ट्रेसिंग (ग्राफिक्स)  पर निर्भर करते हैं।इस प्रक्रिया में, लाखों या अरबों किरणों को  आभासी कैमरा तंत्र  से वर्चुअल दुनिया तक विस्तृत रेंडरिंग के लिए पता लगाया जाता है - यह महंगा ऑपरेशन एक ही फ्रेम को रेंडर करने में घंटों या दिन लग सकता है। रियल-टाइम ग्राफिक्स सिस्टम को प्रत्येक छवि को एक सेकंड के 1/30 से कम में प्रस्तुत करना होगा।रे ट्रेसिंग इन प्रणालियों के लिए बहुत धीमी है;इसके बजाय, वे Z-Buffering की तकनीक को नियोजित करते हैं। Z-Buffer त्रिभुज Rasterization।इस तकनीक में, प्रत्येक वस्तु को व्यक्तिगत आदिमों में विघटित किया जाता है, आमतौर पर त्रिकोण।प्रत्येक त्रिभुज को Shader#Vertex Shaders मिलता है। स्क्रीन पर तैनात, घुमाया और स्केल किया गया, और Rasterisation हार्डवेयर (या एक सॉफ्टवेयर एमुलेटर) प्रत्येक त्रिभुज के अंदर पिक्सेल उत्पन्न करता है।इन त्रिकोणों को तब परमाणु इकाइयों में विघटित कर दिया जाता है जिन्हें टुकड़ा (कंप्यूटर ग्राफिक्स) कहा जाता है जो कंप्यूटर मॉनीटर  पर प्रदर्शित करने के लिए उपयुक्त होते हैं।कई चरणों में गणना किए जाने वाले रंग का उपयोग करके स्क्रीन पर टुकड़े खींचे जाते हैं।उदाहरण के लिए, एक बनावट मानचित्रण का उपयोग एक संग्रहीत छवि के आधार पर एक त्रिकोण को चित्रित करने के लिए किया जा सकता है, और फिर  छाया मानचित्रण  उस त्रिभुज के रंगों को हल्का स्रोतों के लिए लाइन-ऑफ-विज़न के आधार पर बदल सकता है।

वीडियो गेम ग्राफिक्स
रियल-टाइम ग्राफिक्स समय और हार्डवेयर बाधाओं के लिए छवि गुणवत्ता विषय का अनुकूलन करता है।जीपीयू और अन्य अग्रिमों ने छवि की गुणवत्ता को बढ़ाया जो वास्तविक समय ग्राफिक्स का उत्पादन कर सकते हैं।GPU प्रति फ्रेम, और वर्तमान लाखों त्रिकोणों को संभालने में सक्षम हैं DirectX#DirectX 11/ OpenGL 4.X क्लास हार्डवेयर वास्तविक समय में  छाया मात्रा,  धीमी गति िंग और शेडर#ज्यामिति शेड्स जैसे जटिल प्रभाव उत्पन्न करने में सक्षम है।वास्तविक समय के ग्राफिक्स की उन्नति वास्तविक  गेमप्ले  ग्राफिक्स और वीडियो गेम में पारंपरिक रूप से पाए जाने वाले पूर्व-रेंडर कटकन के बीच प्रगतिशील सुधारों में है। Cutscenes आमतौर पर वास्तविक समय में प्रदान किया जाता है-और  अन्तरक्रियाशीलता  हो सकती है। यद्यपि वास्तविक समय के ग्राफिक्स और पारंपरिक ऑफ-लाइन ग्राफिक्स के बीच गुणवत्ता में अंतर संकुचित है, ऑफ़लाइन प्रतिपादन बहुत अधिक सटीक है।

लाभ
रियल-टाइम ग्राफिक्स आमतौर पर नियोजित किए जाते हैं जब अन्तरक्रियाशीलता (जैसे, खिलाड़ी प्रतिक्रिया) महत्वपूर्ण होती है।जब फिल्मों में रियल-टाइम ग्राफिक्स का उपयोग किया जाता है, तो निर्देशक के पास प्रत्येक फ्रेम पर क्या खींचा जाना है, इसका पूरा नियंत्रण होता है, जिसमें कभी-कभी लंबे समय तक निर्णय लेने में शामिल हो सकते हैं।लोगों की टीमें आमतौर पर इन निर्णयों को बनाने में शामिल होती हैं।

वास्तविक समय के कंप्यूटर ग्राफिक्स में, उपयोगकर्ता आमतौर पर एक इनपुट डिवाइस का संचालन करता है ताकि यह प्रभावित किया जा सके कि डिस्प्ले पर क्या होने वाला है।उदाहरण के लिए, जब उपयोगकर्ता स्क्रीन पर किसी वर्ण को स्थानांतरित करना चाहता है, तो सिस्टम अगले फ्रेम को खींचने से पहले वर्ण की स्थिति को अपडेट करता है।आमतौर पर, डिस्प्ले की प्रतिक्रिया-समय इनपुट डिवाइस की तुलना में बहुत धीमी होती है-यह एक इंसान की गति और दृष्टि के (धीमी) दृढ़ता के (तेजी से) प्रतिक्रिया समय के बीच अपार अंतर से उचित है।इस अंतर के अन्य प्रभाव भी हैं: क्योंकि इनपुट डिवाइस मानव गति प्रतिक्रिया के साथ बनाए रखने के लिए बहुत तेज़ होना चाहिए, इनपुट उपकरणों में प्रगति (जैसे, वर्तमान Wii रिमोट) आमतौर पर प्रदर्शन उपकरणों में तुलनीय प्रगति की तुलना में अधिक समय लेता है।

वास्तविक समय के कंप्यूटर ग्राफिक्स प्रकाश व्यवस्था  नियंत्रित करने वाला एक अन्य महत्वपूर्ण कारक गेम भौतिकी और  कंप्यूटर एनीमेशन  का संयोजन है।ये तकनीक काफी हद तक यह तय करती है कि स्क्रीन पर क्या खींचा जाना है - खासकर जहां दृश्य में वस्तुओं को आकर्षित करना है।ये तकनीक वास्तविक रूप से वास्तविक विश्व व्यवहार ( आयाम #समय, आयाम नहीं) की नकल करने में मदद करती हैं, कंप्यूटर ग्राफिक्स की यथार्थवाद की डिग्री को जोड़ते हैं।

ग्राफिक्स सॉफ्टवेयर के साथ वास्तविक समय का पूर्वावलोकन, विशेष रूप से कंप्यूटर ग्राफिक्स प्रकाश को समायोजित करते समय, काम की गति बढ़ा सकता है।  फ्रैक्टल जनरेटिंग सॉफ्टवेयर  में कुछ पैरामीटर समायोजन वास्तविक समय में छवि में परिवर्तन को देखते हुए किए जा सकते हैं।

रेंडरिंग पाइपलाइन
ग्राफिक्स पाइपलाइन (पाइपलाइन या बस पाइपलाइन प्रदान करना) वास्तविक समय के ग्राफिक्स की नींव है। इसका मुख्य कार्य एक आभासी कैमरे, तीन-आयामी वस्तुओं (एक वस्तु जिसमें चौड़ाई, लंबाई और गहराई), प्रकाश स्रोत, प्रकाश मॉडल, बनावट और बहुत कुछ के संबंध में दो-आयामी छवि को प्रस्तुत करना है।

वास्तुकला
रियल-टाइम रेंडरिंग पाइपलाइन की वास्तुकला को वैचारिक चरणों में विभाजित किया जा सकता है: अनुप्रयोग, ज्यामिति और रेखणीकरण।

आवेदन चरण
एप्लिकेशन चरण दृश्यों को उत्पन्न करने के लिए जिम्मेदार है, या 3 डी सेटिंग्स जो 2 डी डिस्प्ले के लिए तैयार की जाती हैं।यह चरण सॉफ्टवेयर में लागू किया गया है जो डेवलपर्स प्रदर्शन के लिए अनुकूलन करते हैं।यह चरण उपयोगकर्ता इनपुट को संभालने के अलावा, टकराव का पता लगाने, स्पीड-अप तकनीक, एनीमेशन और बल प्रतिक्रिया जैसे प्रसंस्करण का प्रदर्शन कर सकता है।

टकराव का पता लगाना एक ऑपरेशन का एक उदाहरण है जो एप्लिकेशन चरण में किया जाएगा।टक्कर का पता लगाने के लिए (आभासी) वस्तुओं के बीच टकराव का पता लगाने और प्रतिक्रिया करने के लिए एल्गोरिदम का उपयोग करता है।उदाहरण के लिए, एप्लिकेशन टकराने वाली वस्तुओं के लिए नए पदों की गणना कर सकता है और एक वाइब्रेटिंग गेम कंट्रोलर जैसे फोर्स फीडबैक डिवाइस के माध्यम से फीडबैक प्रदान कर सकता है।

एप्लिकेशन चरण भी अगले चरण के लिए ग्राफिक्स डेटा तैयार करता है।इसमें बनावट एनीमेशन, 3 डी मॉडल का एनीमेशन, ज्यामितीय परिवर्तन  के माध्यम से एनीमेशन, और ज्यामिति मॉर्फिंग शामिल हैं।अंत में, यह दृश्य की जानकारी के आधार पर  ज्यामितीय आदिम  (अंक, लाइनें और त्रिकोण) का उत्पादन करता है और उन आदिमों को पाइपलाइन के ज्यामिति चरण में खिलाता है।

ज्यामिति चरण
ज्यामिति चरण बहुभुज और कोने में हेरफेर करता है कि क्या आकर्षित करें, इसे कैसे आकर्षित करें और इसे कहां खींचें।आमतौर पर, ये ऑपरेशन विशेष हार्डवेयर या जीपीयू द्वारा किए जाते हैं। ग्राफिक्स हार्डवेयर में भिन्नता का मतलब है कि ज्यामिति चरण को वास्तव में कई लगातार चरणों के रूप में लागू किया जा सकता है।

मॉडल और परिवर्तन परिवर्तन
आउटपुट डिवाइस पर अंतिम मॉडल दिखाए जाने से पहले, मॉडल कई रिक्त स्थान या समन्वय प्रणालियों में बदल जाता है।परिवर्तन उनके कोने में परिवर्तन करके वस्तुओं को स्थानांतरित करते हैं और हेरफेर करते हैं।परिवर्तन चार विशिष्ट तरीकों के लिए सामान्य शब्द है जो एक बिंदु, रेखा या आकार के आकार या स्थिति में हेरफेर करते हैं।

प्रकाश
मॉडल को अधिक यथार्थवादी उपस्थिति देने के लिए, एक या अधिक प्रकाश स्रोत आमतौर पर परिवर्तन के दौरान स्थापित किए जाते हैं।हालाँकि, इस चरण को पहले 3 डी दृश्य को व्यू स्पेस में बदलने के बिना नहीं पहुंचा जा सकता है।दृश्य स्थान में, ऑब्जर्वर (कैमरा) को आमतौर पर मूल में रखा जाता है।यदि एक कार्टेशियन समन्वय प्रणाली#ओरिएंटेशन और हैंडेडनेस का उपयोग कर रहा है। दाएं हाथ के समन्वय प्रणाली (जिसे मानक माना जाता है), पर्यवेक्षक नकारात्मक Z- अक्ष की दिशा में y- अक्ष के साथ ऊपर की ओर इशारा करता है और एक्स-अक्ष को इंगित करता है।अधिकार।

प्रक्षेपण
प्रक्षेपण एक परिवर्तन है जिसका उपयोग 2 डी स्पेस में 3 डी मॉडल का प्रतिनिधित्व करने के लिए किया जाता है।दो मुख्य प्रकार के प्रक्षेपण वर्तनी विषयक प्रक्षेपण  (जिसे समानांतर भी कहा जाता है) और परिप्रेक्ष्य (ग्राफिकल) हैं।एक ऑर्थोग्राफिक प्रक्षेपण की मुख्य विशेषता यह है कि परिवर्तन के बाद समानांतर रेखाएं समानांतर रहती हैं।परिप्रेक्ष्य प्रक्षेपण इस अवधारणा का उपयोग करता है कि यदि पर्यवेक्षक और मॉडल के बीच की दूरी बढ़ जाती है, तो मॉडल पहले की तुलना में छोटा दिखाई देता है।अनिवार्य रूप से, परिप्रेक्ष्य प्रक्षेपण मानव दृष्टि की नकल करता है।

क्लिपिंग
क्लिपिंग (कंप्यूटर ग्राफिक्स) रैस्टराइज़र चरण को सुविधाजनक बनाने के लिए दृश्य बॉक्स के बाहर होने वाले आदिमों को हटाने की प्रक्रिया है।एक बार जब उन आदिमों को हटा दिया जाता है, तो जो प्राइमिटिव्स बने रहते हैं, उन्हें अगले चरण तक पहुंचने वाले नए त्रिकोणों में खींचा जाएगा।

स्क्रीन मैपिंग
स्क्रीन मैपिंग का उद्देश्य क्लिपिंग चरण के दौरान आदिमों के निर्देशांक का पता लगाना है।

Rasterizer चरण
Rasterizer चरण रंग लागू करता है और ग्राफिक तत्वों को पिक्सेल या चित्र तत्वों में बदल देता है।

यह भी देखें

 * बाउंडिंग अंतराल पदानुक्रम
 * डेमोस्केन
 * ज्यामिति इंस्ट्रक्शन
 * ऑप्टिकल फीडबैक
 * क्वार्ट्ज संगीतकार
 * वास्तविक समय (मीडिया)
 * रियल-टाइम रेट्रैसिंग
 * वीडियो कला
 * वीडियो प्रदर्शन नियंत्रक

ग्रन्थसूची




बाहरी कड़ियाँ

 * RTR Portal – a trimmed-down "best of" set of links to resources