МЕТРИЧНЕ ОЦІНЮВАННЯ РОЗПАРАЛЕЛЕННЯ РЕНДЕРИНГУ

Автор(и)

  • Романюк Олександр Никифорович Вінницький національний технічний університет
  • Бобко Олексій Леонідович Вінницький національний технічний університет
  • Снігур Анатолій Васильович Вінницький національний технічний університет

Ключові слова:

розпаралелення рендерингу, комп’ютерна графіка, частота кадрів, масштабованість, баланс навантаження, критерії оцінки продуктивності

Анотація

Рендеринг сучасних зображень вимагає значних обчислювальних ресурсів, особливо під час обробки сцен із високою деталізацією, складною геометрією та реалістичним освітленням. У зв’язку з цим актуальним стає використання паралельних обчислювальних методів, які дозволяють суттєво скоротити час візуалізації, підвищити частоту оновлення кадрів (FPS), зменшити енергоспоживання та забезпечити стабільну продуктивність, зокрема у віртуальній і доповненій реальності. У статті проаналізовано основні способи реалізації розпаралелення: за окремими кадрами, об’єктами, фрагментами зображення (тайлами) та на рівні виконання шейдерів. Висвітлено особливості апаратної підтримки таких методів у сучасних графічних процесорах, включаючи SIMD- і SIMT-архітектури.

У результаті проведеного дослідження визначено комплекс показників для оцінювання якості паралельного виконання рендерингу. Запропоновано використовувати низку метрик: частоту кадрів, коефіцієнт прискорення, ефективність масштабування (з урахуванням законів Амдала та Густавсона), ступінь завантаження обчислювальних одиниць, баланс розподілу навантаження між потоками, ефективність управління відеопам’яттю та рівень енергоефективності системи. Для кожного з критеріїв наведено математичні формули та пояснення методів їх визначення, зокрема розрахунок коефіцієнтів нерівномірності навантаження, витрат енергії залежно від якості паралелізації, впливу синхронізації потоків і доступу до спільної пам’яті.

Практична цінність роботи полягає в тому, що запропоновані критерії можуть бути використані для моніторингу продуктивності графічних систем, автоматизованого профілювання рендерерів, вибору оптимальних алгоритмів паралельної обробки та оцінювання ефективності нових апаратних або програмних технологій. Зазначено, що обмеження масштабування обумовлені як особливостями архітектури обчислювальних систем, так і наявністю синхронізаційних затримок. Матеріал статті становить інтерес для фахівців у сфері комп’ютерної графіки, розробників програмного забезпечення для візуалізації, дослідників у галузі цифрової симуляції та обробки зображень у реальному часі.

Біографії авторів

Романюк Олександр Никифорович, Вінницький національний технічний університет

д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри програмного забезпечення

Бобко Олексій Леонідович, Вінницький національний технічний університет

аспірант кафедри програмного забезпечення

Снігур Анатолій Васильович, Вінницький національний технічний університет

канд. техн. наук, доцент кафедри обчислювальної техніки

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 0

Опубліковано

2025-06-30

Як цитувати

[1]
О. Н. Романюк, О. Л. Бобко, і А. В. Снігур, «МЕТРИЧНЕ ОЦІНЮВАННЯ РОЗПАРАЛЕЛЕННЯ РЕНДЕРИНГУ», НаукПраці ВНТУ, вип. 2, Чер 2025.

Номер

Розділ

Інформаційні технології та комп'ютерна техніка

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають