מבוא

כלים קוד פתוח הפכו אבן הפינה של מחקר גרפיקה ממוחשב מודרני.על ידי הצעת גישה חופשית, מודולי, ופלטפורמות מפותחות בשיתוף פעולה, כלים אלה מעצימים חוקרים, מחנכים ומפתחים עצמאיים לדחוף את גבולות מחשוב הראייה ללא מגבלות של רישוי קנייני.מהפוך אלגוריתמים לאתגרים מציאות מדומה אינטראקטיבית, תוכנת קוד פתוח מאיצה חדשנות על ידי מתן יעילות מהירה, סקירה של קוד, ושיתוף חוצה תחומי לדון במאמר זה, לבחון את היתרונות מפתח של פיתוח פתוח, פיתוח קוד פתוח, ולפתח את התכונות של כלי מפתח, אשר פותחים, אשר פותחים, ולפתח את התכונות של פיתוח מחשב פתוח, ומפתחים, אשר פותחים עם תכונות פיתוח קוד פתוח, אשר פותחים, אשר פותחים עם תכונות פיתוח גרפיקה, אשר פותחים עם תכונות פיתוח גרפיקה, ומפתחים, ומפתחים עם פיתוח קוד פתוח, ולפתח את היתרונות של פונקציות פיתוח קוד פתוח, ומפתחים עם פונקציות פיתוח קוד פתוח, ולפתח את התכונות של פונקציות פיתוח מרכזי עם פונקציות פיתוח גרפיקה, ומפתחים עם פיתוח מרכזי עם פונקציות פיתוח מרכזי עם פונקציות פיתוח קוד פתוח, פיתוח קוד פתוח, ומפתחים, אשר פותחים עם פונקציות פיתוח קוד פתוח, אשר פותחים עם פונקציות פיתוח גרפיקה, אשר פותחים עם פונקציות פיתוח קוד פתוח, פיתוח קוד פתוח,

התפקיד ההיסטורי של קוד פתוח בגרפיקה ממוחשבת

ימים מוקדמים: מ- Source-Available to Truly Open

זמן רב לפני שהמונח "קוד פתוח" היה פורמציה, חלוצים גרפיים של מחשבים הכירו את הערך של שיתוף קוד.בשנות ה-70 וה-80, מוסדות מחקר כגון אוניברסיטת יוטה ואוניברסיטת קורנל חילקו קוד לאלגוריתמים ומערכות דוגמנות מוקדמות.ה-FLT:0RayshadeFLT:1 ו-FLT:2RADIanceFLT:3 היו מוקדם של דוגמאות חדשות שנועדו בסופו של שימוש חופשי של מודלים של פיתוח מודלים חדשים.

עליית האינטרנט בשנות ה-90 אפשרה לחובבי גרפיקה מרחבי העולם לתרום לפרויקטים כמו FLT:0 (MesaFLT:1), יישום קוד פתוח של מפרט OpenGL. Mesa עשה גרפיקה מחוספס חומרה נגישה על לינוקס ומערכות הפעלה חופשיות אחרות, תוך הקטנת הצמיחה של לינוקס ומדעיזציה זה גם ראה שחרור של תוכן מבוזרת: 3Bal מהפך מקור פתוח לאחר יצירת הון פתוח.

מפתחי מיילסטון ב Open Graphics Software

  • (FLT:0)OpenGL (1992)FLT:1 - על ידי פרסום מפרט פתוח, Khronos אפשר מערכת אקולוגית תוססת של יישום, מ Mesa ועד נהגים מאוישים של ספקים.זה אפשר לחוקרים לבנות יישומים גרפיים ניידים.
  • (FLT:0)POV-Ray (1991)FLT:1 - תוכנית ray איכותית המופץ עם מקור מלא, זה הפך לסטנדרט עבור קידוד פוטוריאליסטי במסגרות אקדמיות בהשראת מדריכים פתוחים מאוחר יותר.
  • (FLT:0) ,Blender's Open sourcing (2002) ⁇ FLT:1 ; מימון הקהילה בראשות קרן בלנדר הקים מודל בר קיימא עבור חבילת 3D מלא, המשמש כעת במחקר עבור כל מה הדמיה רפואית לסימולציה ארכיטקטונית.
  • (FLT:0) OpenEXRIR (2002)FLT:1 - פותח על ידי אור תעשייתי & Magic, פורמט תמונה לטווח דינמי זה שוחרר כמקור פתוח, המאפשר מחקר אפקטים חזותיים מתקדמים.
  • (FLT:0 Vulkan (2016) אנדרט 1) - API מודרני, נמוך ראש גרפי, כמו OpenGL, יש מפרט פתוח מלא ויישום קוד פתוח, המאפשר שליטה טובה על מחקר בזמן אמת.

יתרונות של קוד פתוח במחקרי מחשב

נגישות ודמוקרטיזציה

כלי קוד פתוח להסיר את החסמים הכספיים שמלווים לעתים קרובות תוכנה מסחרית, המאפשרים לחוקרים במדינות מתפתחות, אוניברסיטאות קטנות ומעבדות עצמאיות להשתתף בעבודה חדשנית.לדוגמה, סטודנט לתואר שני במוסד במימון משאבים יכול להוריד את המקור המלא של FPLT:0(Mitsuba 3FLT:1, מתרגם מבוסס פיזית, ולהרחיב אותו עם אלגוריתם מותאם אישית ללא תשלום דמי רישוי זה הוביל למגוון רחב יותר של רעיונות קהילתיים יותר.

שיתוף פעולה ומבנה הקהילה

מכיוון שהקוד פתוח, קבוצות מחקר יכולות לבנות על עבודתו של זו באופן ישיר.ה-ה-ה- [הקוד:0BlendercioFLT:1] הקהילה כוללת לא רק אמנים אלא גם מדעני מחשב שתורמים לפיזור תת-קרקעי, קידוד מורכב, או סימולציה מבוססת GPU.מודל הפיתוח הפתוח מטפח גלגול מהיר: באג שהתגלה ב-regarel יכול להיות מוגדר, על ידי מספר רב של פרוטוקולים של דואר אלקטרוני, ורשימות של פעולות.

התאמה וגמישות

כלים גרפיים מפיצים לעתים קרובות את המשתמש לתזרימות עבודה מוגדרות מראש.פתוח קוד תוכנה, לעומת זאת, חושף את הצינור כולו.חוקרים יכולים לשנות את הלולאה, להוסיף צללים מותאם אישית, או לשלב פורמטים חדשים I / O כדי להתאים לצרכים ספציפיים הניסוי.לדוגמה, את ה-FLT:0 OpenCVFLT:1 Library, כלי ראיית קוד פתוח, הוא לעתים קרובות מורחב על ידי חוקרים הדרושים כדי לזהות מוצרים חדשים או תכונות חיוניות עבור עיבוד GPU.

עלויות-אווירה וקיימות

מעבר לתועלת הברורה של כל דמי רישיון, כלי קוד פתוח להפחית עלויות לטווח ארוך.אוניברסיטאות יכולות לפרוס חוות עם בלנדר, FLT:0LuxCoreRenderveFLT:1, או FLT:2CyclescioFLT:3 על פני עשרות מכונות ללא משא ומתן על לוח זמנים קבוע, כאשר כלי הופך ללא שמירה, המקור הפתוח מאפשר לקהילה לשמור על פיתוח עצמי ו-Fotk5 החל כיום לספק תרומות.

מפתח פתוח כלים במחקרי מחשב

בלנדר: A Full-Stack 3D Pipeline

[הבלנדר התפתח מתכנית דוגמנות נישה לחבילה מקיפה תומכת בדוגמנות, סימולציה, סימולציה, קידוד, והופכת את המנוע הפיזי שלה ל-pLT:0CyclesFLT:1, משמש נרחב במחקר עבור אימות של מוסדות דו-כי-כיוניים והתאמה של sampling ® מאפשר שילוב עם מסגרות למידה;

OpenGL ו-Vulkan: The Foundation of Real-Time Graphics

(ב) ,0) , פתח (ב) ומפרט (FLT:2VulkanFLT 3: 3) נשמר על ידי ה-FLT:4Khronos GroupFLT:5 בעוד שלא כל יישום הוא קוד פתוח, מפרט עצמו פתוח, ויישומים רבים זמינים באופן חופשי.

Godot Engine: Real-Time Rendering Research

ה-EWalot EngineFLT (ה-EWalot EngineFLT) הוא פלטפורמה פופולרית יותר ויותר למחקר בגרפיקה מוכוונת המשחק.מערכת הסצינה שלה ו-Build-in תמיכה בקביעת פיזית, תאורה גלובלית בזמן אמת (באמצעות SDFGI), ואנימציה מגרה את meshes מאפשרת לחוקרים לבחון את האופי המוכוון של AI, גרפיקה פרובוקטיבית, וסימולציה בזמן אמת.

POV-Ray, LuxCoreRender ומ Mitsuba: מבוסס פיזית Rendering

(ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

OpenCV ו- Image Processing Pipelines

גרפיקה ממוחשבת חופפת יותר ויותר עם ראיית מחשב.FLT:0.OpenCeloVFLT ( 1:1) מספק מאות פונקציות אופטימיזציה לעיבוד תמונות, מיצוי תכונה, ו calibration מצלמה. חוקרים במציאות מוגברת, למשל, להשתמש ב- OpenCV כדי לעקוב אחר סמנים ולאחר מכן לעבור תנודות מצלמה למנוע הדמיה גבוה.

AI / ML Frameworks: TensorFlow, PyTorch, ו- Open-Source Graphics

ההיתוך של למידת מכונה וגרפיקה הפיק פריצות דרך בגליון עצבי, super-resolution, ו- Open-source מסגרות כמו FLT:0) ensorFlowphFLT:1 ו-FLT:2PyTorchigFLT:3 משמשים להכשיר מודלים כי לחזות תחבורה קלה, לייצר מרקמים, או לשחזר 3D תמונות מ מתי בשילוב עם מסגרת הפעלה של תוכנות קוד פתוח אלה.

השפעה על מחקר וחינוך

גישה דמוקרטית לגרפיקה מתקדמת

כלי קוד פתוח הפחיתו את מחסום הכניסה לביצוע מחקר גרפיקה ממלכתית של האמנות. חוקר יחיד יכול כעת לשחזר ניסויים כי בעבר דרש צוות של מהנדסים וחוות עריכת יקר.לדוגמה, פיתוח של מסלול צילומי בזמן אמת בקריאת הקרנות ב-FLT:0Blender EEEFLT:1port אפשר מעבדה קטנה כדי לבדוק תאורה גלובלית ללא חומרה מיוחדת ב-Fuse, במהירות מספקת את מדענית ה-D2DLCDLCI (D).

מחקר יעיל

(הההסבר הוא אבן הפינה של התקדמות מדעית.פתוח כלי מאפשר לכותבים לשתף את הקוד המדויק, הצללים וקבצי התצורה המשמשים ליצירת תוצאותיהם.מסמכים בכנס במקומות כמו FLT:0ACM עסקאות על יישום גרפיטיFLT:1 ו-FLT:2IE עסקאות על ויזואליזציה וגרפיקה ממוחשבת של LT: עכשיו כוללים קישורים שגרתיים ל-Extrapositosto-Resources, אך ורק לאחר מכן, אשר לא מאיצים את הגדרות העבודה הסטנדרטיות, אלא גם כן, אלא גם , בהתאמה, אשר , אך ורק לאחר מכן, אשר , בהתאם ל-MIT.

אימון הדור הבא של אנשי מקצוע גרפיים

(הופנה מהדף פתוח) ; (ה) ; מחנכים מסתמכים על כלים בקוד פתוח (ה) כדי ללמד מושגים הליבה ללא מגבלות תקציביות מוסדיות (קורסים במשרה חלקית) על תרומות בזמן אמת (שני מקורות פתוחים) כדי לאפשר לתלמידים להתנסות ישירות בדפדפן.

אתגרים העומדים בפני Open Source Graphics Tools

מימון וקיימות

למרות ההתלהבות של תורמים, פרויקטים רבים של גרפיקה בקוד פתוח נאבקים כדי להבטיח מימון מתמשך.בלנדר נהנה מקרן פיתוח מבוססת מנויים, אבל פרויקטים קטנים יותר כמו FLT:0LuxCoreRenderFLT 1 או (FLT:2YAfarayFLT 3: 3) התבססו על תרומות ספירות או על זמן פנוי של קומץ של הכנסות יציבות, סיכון של סלואן או ירידה של ארגונים ציבוריים (I) עם פיתוחים תעשייתיים, אך ורק משווקים משווקים חזקים של פרויקטים של פיתוחים, אך ורק מתחום המכירות של הקרן).

אבטחה ותחזוקה

קוד פתוח אינו חסין בפני פרצות אבטחה.קוד גרפיקה לעתים קרובות אינטראקציה ישירות עם מנהלי GPU, מפצה צלים ולטפל בתיקים בינאריים גדולים - רקטורים עבור ניצולים פוטנציאליים.ה-FLT:0 (MesacioFLT:1), למשל, יש כמה באגים ברמת הנהג שיכול להוביל להסלמה קפדנית.

שילוב עם תקני תעשייה

בעוד כלים קוד פתוח מובילים לעתים קרובות חדשנות, הם יכולים להתגות בהתאם לסטנדרטים קנייניים מתעוררים.לדוגמה, תמיכה בגרסה העדכנית ביותר של DirectX או ה- API של Microsoft מתכת הוא לעתים רחוקות זמין על ערימה בקוד פתוח מחוץ ל- MacOS. חוקרים מיקוד קונסולות או פלטפורמות סלולריות עשויים למצוא את עצמם נאלצים להשתמש ב- SDKs ספציפיים של ספק.

אפשרויות ודרכים לעתיד

מידע על AI ו- Machine Learning

(ההתכנסות של גרפיקה ו-AI היא אולי הגבול המרגש ביותר.מסגרות קוד פתוח כבר מאפשרות עריכת שונים, שדות רדיו עצביים (NeRFs), ומודלים ניוניים עבור תוכן 3D. פרויקטים כמו FLT:0KaolinigFLT:1 (NVIDIA) ו-FLT:2Pyrch Research 3DLT3 (AI) הם קוד פתוח במיוחד כדי להטמיע תמונות של חומרת (NVID) ו-NVITRED) כדי לזרזות.

ריי טרמפינג והדרך

עם הגעתו של קרני רנטגן ייעודית ב- GPUs צרכני, מריצים קוד פתוח הם אופטימיזציה כדי לנצל את ליבות גידור ייעודיות.TheFLT:0Blender CyclesssuaFLT:1 מנוע עכשיו תומך אופטיקס, Intel Embree, ו- Metal's ray tracing API.

מקור פתוח במציאות וירטואלית ואחרונה

מחקר VR ו AR מתבסס על נטיות נמוכות, תיקון סטריאו, וקידום קלט מתקדם של פלטפורמות כמו FLT:0 OpenXRIRFLT:1 (סטנדרט פתוח) ו-FLT:2 GodotuaFLT 3 של פלטפורמות כמו AR/VR של תמיכה באינטרנט כדי לשנות את OpenXRTime או להוסיף תיקון מותאם אישית בתוך מקור פתוח.

מסקנה

כלים קוד פתוח שינו את המחקר גרפיקה ממוחשבת באופן יסודי על ידי ביצוע נוסחאות מתקדמות, מודלים וסימולציה נגישה לקהילה גלובלית.מהימים הראשונים של יצרניות מקור זמינות למקור לפלטפורמות המקיפים של היום כמו בלנדר, גודו ו- Vulkan, מודל הפיתוח הפתוח יש החידושים מואצים, שיפור יעילות מחדש, ואינספור חוקרים גרפיים.