Computación Gráfica en Dispositivos Móviles Fundamentos y Técnicas en Computación Gráfica Marzo, 2014

Introducción  Cuál es el videojuego más jugado en el mundo?  Opciones: Halo, Mario, Final Fantasy…, WoW, Tetris?  Respuesta:

Introducción  Cuál es el videojuego más jugado en el mundo?  Opciones: Halo, Mario, Final Fantasy…, WoW, Tetris?  Respuesta: Snake  En 10 años Nintendo ha vendido 100M GameBoys  En el 2003 Nokia vendió 128M de celulares

¿Por qué gráficos en móviles?  No es solo un teléfono. Un teléfono tiene: calendario, cámara, mensajes, imágenes, animaciones, juegos, navegación, sonido, tv, notas, etc.  Aproximadamente 1 billón de teléfonos x año  El factor visual es un factor sumamente importante

Aplicaciones iPhone/iPod  El 22 de Enero 2011 a las 10:26 AM, el Apple App Store vendió la aplicación nro. 10 billones  50% de los usuarios de iPhone son < 30 años  93% de los usuarios ha comprado al menos 1 vez en el App Store

Hrdware Gráfico en móviles  OpenGL ES 1.0  100 millones de teléfonos  OpenGL ES 2.0  Adreno GPU, Qualcomm  Tecnología Imagination Power  NVIDIA Tegra  Google Native Client (NaCl)  WebGL  Ouya  Android desde 2.0 a 2.2  BlackBerry OS 7.0 a 10  Raspberry PI

Hardware Gráfico en móviles  OpenGL ES 3.0  Publicada el 6 de Agosto 2013  Pocos dispositivos la contienen  Nexus 7  LG G2  Samsung Galaxy S4  Dispositivos con iOS >= 7.0  Power VR (serie 6)  Versiones recientes de la GPU

Procesadores Embebidos Diseñado para despliegue de gráficos ARM Mali – T604 GPU 4ta. Generación GPGPU Soporta OpenCL y DirectX OpenGL ES 1.1 OpenVG 1.1

Procesadores Embebidos Dual-Core ARM Cortex A9 1 GHz por core 8 cores GPU OpenGL ES 2.0 OpenVG 1.1 EGL 1.4 Procesador de reproducción de video a 1080p

Dificultades en móviles  Poca cantidad de memoria  Conjunto de instrucciones limitadas  En general, relojes de baja frecuencia  MHz ARM9  400 – 600 MHz ARM11  600 MHz ARM CortexA8  Área pequeña para la GPU  Debe ser barato y de poco espacio físico  Consumo de memoria  Acceso a memoria es una de las operaciones más costosas

Comparación Dispositivos no móviles Dispositivos móviles  Gran poder de cómputo  Dispositivos de salida de gran tamaño  Conexión rápida a internet  Bajo poder de cómputo  Dispositivos de salida de pequeños  Conexión lenta a internet  La entrada de datos puede resultar tediosa y no es estándar

Investigación en Móviles  Compresión de texturas  Mecanismos de culling  Técnicas de iluminación  Stereo rendering  Shaders, etc…

Aspectos importantes en el desarrollo  APIs para diversas plataformas  “Debería” funcionar donde sea  OpenGL ES y JSR239

OpenGL ES  OpenGL es muy poderoso para móviles  ES es un subconjunto de OpenGL  PS3, iPhone, Nokia N900, MS Zune, etc.

OpenGL vs. OpenGL ES  Modelo de iluminación completa  Back materials, local viewer: NO  Primitivas  Polígonos y Quads: NO. Solo puntos, triángulos y líneas  Punto fijo para eficiencia

OpenGL ES  Soporta “todo” lo que un móvil necesita  Versiones  OpenGL ES 1.x es para hardware con pipeline fijo  OpenGL ES 2.0 es para hardware con pipeline programable Adrenaline Golf 2009

EGL  Interfaz entre OpenGL ES/OpenVG y el sistema de ventana nativo  Diversas superficies de rendering  windows  pbuffers  pixmaps

Khronos  Diversos estándares multimedia para móviles

Java  M3G (JSR 184), Java Specification Request  JSR 239, Java Bindings for OpenGL ES  JSR 226, 2D Vector graphics for Java

J2ME  API de Java, Java MicroEdition  Utilizado con los MIDP (Mobile Information Device Profile)  Mobile 3D Graphics API: MIDP 1.1  Interfaz de bajo nivel  Gráficos 3D interactivos  No requiere de hardware especializado  Dos modos (retained + immediate)

Le Bar Guide WorkSnug Realidad Aumentada Car Finder

Android  2007, Open Handset Alliance  2008, Android

Android  2007, Open Handset Alliance  2008, Android  Android Development Tools (ADT) plug-in de Eclipse  Emulador en el Android Virtual Device (AVD)  Android.package  Soporte para OpenGL ES 1.0 totalmente  $25 para el registro

Android  A partir de la v. 2.2 (Froyo), Android soporta OpenGL ES 2.0  Se tiene básicamente dos opciones:  Java  Android Native Development Kit (NDK)

Android  A partir de la v. 2.2 (Froyo), Android soporta OpenGL ES 2.0  Se tiene básicamente dos opciones:  Java  Android Native Development Kit (NDK)

iPhone/iPod/iPad  Objective – C en Mac OS. iPhone SDK  Cocos 2D, Bullet Physics, Appsamuck, etc.  Editor xCode 5  Licencia Anual de $99  Al igual que Android, gran cantidad de:  Blogs  Libros  Videos  Código  Conferencias  Campamentos

 List of game engines

Librerías – Cocos2D   OpenSource engine  iPhone o Android  Diversos juegos se han desarrollado  Utilizado en el ámbito académico

Librerías – Corona Labs  Ambiente 2D desarrollado por Ansca Mobile  Especializado para el desarrollo de Juegos 2D y software gráfico  Emplea LUA y soporta iPhone/iPad y Android  Desde $16/$49/$79/$199 mensual

Librerías - iTorque  Garage Games  Engine muy conocido y de amplia trayectoria  Torque 2D y Torque 3D  Diversas herramientas a diversos costos

Librerías - ShiVa  Plataforma de desarrollo 3D, Stonetrip  Linux, Mac, Windows, Android, iPhone, iPad, Windows Phone, PSVita, Wii, Client-Server, etc.  Los scripts utilizan Lua. Una solución que facilita mucho el desarrollo sobre iOS desde $200

Librerías - Unity  Muy popular en los últimos años (PC y iPhone)  Los scripts son en JavaScript/C#. Unity3D Engine Gratis (Unity) + $ pro

Librerías  Existen muchas otras librerías/engines de desarrollo  Oolong Engine, iPad / iPhone / iPod touch

Librerías  Existen muchas otras librerías/engines de desarrollo  Edgelib

Librerías  Existen muchas otras librerías/engines de desarrollo  jMonkey

Librerías  Existen muchas otras librerías/engines de desarrollo  SIOS Engine

Ejemplo de Otras Aplicaciones  INSTAR (Siemens VDO, FutureLab)

Ejemplo de Otras Aplicaciones  ARDrone

Ideas Finales  Las limitaciones son netamente de hardware  Trabajar en una Pentium 1 ó 2  Amplio campo de investigación del futuro  La tendencia es wireless y en menor tamaño  Otros tópicos con computación gráfica en móviles:  Fotografía computacional:  FCam

The end  Next class: Introduction to GPU for General Purpose