Геометрическая манипуляция примитивами моделирования, например, выполняемая геометрическим конвейером , является первым этапом в системах компьютерной графики , которые выполняют генерацию изображений на основе геометрических моделей. Хотя геометрические конвейеры изначально были реализованы в программном обеспечении, они стали весьма податливыми к аппаратной реализации, особенно с появлением сверхбольшой интеграции (VLSI) в начале 1980-х годов. Устройство под названием Geometry Engine, разработанное Джимом Кларком и Марком Ханнахом в Стэнфордском университете примерно в 1981 году, стало водоразделом для того, что с тех пор стало все более коммерциализированной функцией в современных системах отображения растровых изображений . [1] [2]
Геометрические преобразования применяются к вершинам полигонов или другим геометрическим объектам, используемым в качестве примитивов моделирования , как часть первого этапа в классическом конвейере рендеринга графических изображений на основе геометрии . Геометрические вычисления также могут применяться для преобразования полигонов или восстановления нормалей поверхности , а затем для выполнения вычислений освещения и затенения , используемых в их последующем рендеринге.
Аппаратные реализации геометрического конвейера были введены в ранней Evans & Sutherland Picture System, но, возможно, получили более широкое признание, когда позднее были применены в широком спектре графических систем, представленных Silicon Graphics (SGI). Первоначально геометрическое оборудование SGI выполняло простые преобразования пространства модели в экранное пространство , при этом все освещение и затенение обрабатывались отдельным этапом аппаратной реализации. В более поздних, гораздо более производительных приложениях, таких как RealityEngine , они также начали применяться для выполнения части поддержки рендеринга.
Совсем недавно, возможно, начиная с конца 1990-х годов, аппаратная поддержка, необходимая для выполнения манипуляций и рендеринга довольно сложных сцен, стала доступна на потребительском рынке. Такие компании, как Nvidia и AMD Graphics (ранее ATI ), являются двумя ведущими представителями поставщиков оборудования в этой области. Линейка видеокарт GeForce от Nvidia была первой, которая поддерживала полную аппаратную обработку геометрии OpenGL и Direct3D на рынке потребительских ПК, в то время как некоторые более ранние продукты, такие как Rendition Verite, включали аппаратную обработку геометрии через фирменные интерфейсы программирования. В целом, более ранние графические ускорители от 3Dfx , Matrox и других полагались на центральный процессор для обработки геометрии.
Этот предмет является частью технической основы современной компьютерной графики и представляет собой комплексную тему, преподаваемую как на уровне бакалавриата, так и магистратуры в рамках обучения по информатике .