Доклад посвящён алгоритмам и структурам данных рендеринга автомобильных маршрутов в ГИС приложениях. Так же будут затронуты особенности и проблемы, возникающие при написании единого кода визуализации для нескольких программно-аппаратных платформ (Android, Windows Phone, iOS, Windows Desktop, Linux Desktop).

1. Визуализация
автомобильных маршрутов
Денис Гладкий
Инженер-программист, 2ГИС

2. Постановка задачи
1

3. Постановка задачи:
маршрут от точки до точки
2

4. Постановка задачи:
моноширинная линия
3

5. Постановка задачи:
цветовое кодирование заторов
4

6. Постановка задачи:
технологические ограничения
Интерактивный режим через OpenGL ES 2.0 API.
5

7. Постановка задачи:
технологические ограничения
Максимально возможное переиспользование кода.
6

8. Постановка задачи:
дизайн
7

9. Постановка задачи:
дизайн
8

10. Визуализация: входные данные
9

11. Визуализация: градиент
10

12. Визуализация: градиент
11

13. Визуализация: градиент
12

14. Визуализация: самопересечения
13

15. Визуализация: самопересечения
14

16. Подъём при пересечении
охватывающего прямоугольника* предыдущих отрезков:
* англ. «aabb»
Визуализация: самопересечения
15

17. Визуализация: самопересечения
Cмещение вершин – в пространстве отсечения*:
— мировая система координат – артефакты перспективы;
— система координат камеры – сложность настройки.
* англ. clip space
16

18. Визуализация: навигация по маршруту
Постоянство градиента:
— визуальная привлекательность;
— понятность пользователю.
=> Нельзя «стирать», модифицируя геометрию при
движении.
17

19. Визуализация: навигация по маршруту
Решение разработано id Software.
18

20. Визуализация: навигация по маршруту
uniform float passed_distance; // set on every frame by the CPU
If (pixel_distance_from_start < passed_distance)
{
discard;
}
19

21. Визуализация: сглаживание
20

22. Визуализация: сглаживание
21

23. Визуализация: сглаживание
Фильтрация через буфер шаблона*.
— запись в буфер единицы на интерьере:
glEnable(GL_STENCIL_TEST);
glStencilFunc(GL_ALWAYS, 0, 0xFF);
glStencilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_INCR);
— фильтрация, где значение буфера отлично от 0:
glEnable(GL_STENCIL_TEST);
glStencilFunc(GL_EQUAL, 0, 0xFF);
glStencilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_KEEP);
* англ. stencil buffer
22

24. Отладка: статистика
~4000 строк кода:
— структуры + функции;
— C++11 STL;
— классы.
23

25. Отладка: дефекты
— одна порча памяти;
— ~ два выхода за границы массива;
— ~ десять алгоритмических дефектов.
24

26. Отладка: производительность
Intel Systems Studio
Intel VTune Amplifier
25

27. Отладка: производительность
Забытый &
void foo(const std::vector<…> zig)
{
}
26

28. Отладка: производительность
void fun()
{
std::vector<…> zag = … ;
}
↓
void fun(Cache& cache)
{
auto& zag = cache.cached_zag ;
}
27

29. Отладка: производительность
template<typename T>
std::vector<T> make_vector_with_capacity(const size_t capacity)
{
std::vector<T> result;
result.reserve(capacity);
return result;
}
28

30. Отладка: производительность
29

31. Отладка: «зоопарк»
— Видеочипы Intel (Lenovo Vibe X2):
Авост компилятора шейдеров.
— Nvidia Tegra (HTC One X, Motorola Xoom):
16-бит Z-буфер.
— Google Angle (Windows Phone):
некорректная смена состояний (буфер шаблона, т.н. «polygon
offset»).
30

32. Выводы
— главное «бутылочное горло» - доступ к памяти;
— тестирование, на как можно большем количестве
устройств;
— дословное следование стандартам.
31

33. Выводы
Многие проблемы интерактивной трёхмерной графики уже
решены в индустрии компьютерных игр:
— Graphic Gems;
— ShaderX;
— GPU Gems;
— GPU Pro;
— jcgt.org.
32

34. Денис Гладкий
d.gladkiy@2gis.ru
http://droids-life.livejournal.com/
33
Спасибо