GPU揭秘：从基础到应用

"这篇专业专题课件探讨了三维图形处理系统的焦点——GPU的真相，深入讲解了GPU的起源、发展、编程方式、工作原理以及在实际应用中的效果展示。课程内容涵盖从基本的3D模型数据、场景设置到复杂的光照处理、纹理映射和反走样技术，并对GPU在PC和移动设备上的应用进行了区分和讨论，特别是其在智能手机市场的增长趋势。" 1. **GPU的简介**：GPU（Graphics Processing Unit）是专门设计用于处理图形和视频数据的处理器，与CPU协同工作，高效处理大量并行计算任务，特别是在3D图形渲染方面。 2. **GPU的发展历程**：GPU的历史可以追溯到早期的图形加速卡，随着技术进步，它逐渐从辅助处理器转变为独立的高性能计算单元，支持更复杂的计算任务，如深度学习和科学计算。 3. **OpenGL编程**：OpenGL是一种开放标准的图形库，允许开发者编写程序以利用GPU进行3D图形绘制，包括Shader Program的使用，实现高级光照、纹理和几何变换效果。 4. **GPU的工作原理**：GPU通过接收命令列表，如OpenGLDriver发送的指令，进行3D模型的构建、视觉空间剪裁、阴影处理等。它包含DMA（直接存储器访问），用于高效地读写内存，以及多种硬件加速功能，如CubeMapping、BumpMapping、StencilShadow等。 5. **GPU的处理效果**：GPU能够实现高质量的3D图形效果，如多重采样抗锯齿（MSAA）、超级采样抗锯齿（SSAA）、OpenVG矢量图形以及Fog雾化效果等。 6. **GPU的分类**：GPU主要分为PCGPU和MobileGPU，前者通常具有更高的性能和功耗，适用于高性能计算和图形服务器；后者则追求低功耗和小面积，广泛应用于手机、车载设备等移动平台。 7. **GPU的应用领域和厂商**：GPU在PC和图形服务器上通常支持DirectX和OpenGL API，而在移动设备上则更多使用OpenGLES。主要制造商包括nVIDIA、AMD (ATI)、Intel、Imagination Technologies、ARM和Fujitsu等。 8. **MobileGPU在智能手机市场的应用**：从2003年到2008年，我国手机产量和用户量逐年增长，显示了MobileGPU在智能手机市场的快速发展和广泛应用。 通过对GPU的全面解析，此课件为学习者提供了理解3D图形处理系统和GPU技术的宝贵资料，有助于进一步掌握现代计算机图形学的核心概念和技术。