A modular and area-efficient 3D graphics accelerator for tile based rendering in FPGA systems has been designed and implemented. The accelerator supports a subset of OpenGL, with features such as mipmapping, multitexturing and blending. The accelerator consists of a software component for projection and clipping of triangles, as well as a hardware component for rasterization, coloring and video output. Trade-offs made between area, performance and functionality have been described and justified. In order to evaluate the functionality and performance of the accelerator, it has been tested with two different applications. / En modulär och utrymmeseffektiv 3D-grafikaccelerator för tile-baserad rendering i FPGA-system har designats och implementerats. Acceleratorn stöder en delmängd av OpenGL med funktioner som mipmapping, multitexturering och blending. Acceleratorn är uppdelad i en mjukvarudel för projektion och klippning av trianglar och en hårdvarudel för rastrering, färgsättning och utritning till skärm. Avvägningar som gjorts mellan area, prestanda och funktionalitet har beskrivits och motiverats. För att evaulera funktionalitet och prestanda har acceleratorn testats med två olika applikationer.

L’intégration du monde physique et des systèmes d’information est l’un des faits majeurs de la récente décennie. Cette intégration est rendue possible par les systèmes de communication, en particulier les systèmes sans fil, et par les recherches à l’interface physique dans le domaine des capteurs.L’usage de cette interface peut se concevoir de manière locale, par exemple le contrôle d’un objet, ou une aide dirigée vers une personne. Cette interface peut aussi exister au niveau distribué, en permettant la synthèse d’informations éparses et des prises de décisions concernant par exemple des économies de ressources : éteindre l’éclairage d’une rue, guider vers une place de parking libre.Les réseaux de capteurs sans fil contribuent à cette seconde catégorie et cette thèse s’est consacrée à la simulation de la propagation d’informations sonores en milieu urbain, avec une caractérisation distribuée.Le support décisif pour cette simulation est la représentation cellulaire de la ville et de ses zones : rues, jardins, rocades, bâtiments, rivières. Cette représentation cellulaire est produite par l’analyse d’imagesgéo-localisées et peut être complétée par la consultation de bases de données, pour l’élévation, par exemple. La représentation cellulaire est ensuite transformée en systèmes de processus interconnectés, à même de reproduire quantité de comportements collectifs, physiques ou numériques. / Physical world and information systems unification is a major achievement during this last decade. Communication systems, especially wireless technology, and research in physical sensors field have taken a major part in this integration.The interface between the physical word and a computer can be used in two ways. First, from a local perspective, where such a system can control for instance a single object or provide a personal assistance.Moreover, in a distributed system, this interface collects and analyses sparse data to make decisions, for instance about resource savings: to turn off streetlights, to guide to a parking spot.Wireless sensor networks are part of this second category. Thus, this thesis is focused on sound propagation simulation in urban environment, in a distributed manner.The key point of this work is a cellular representation of the city in order to model streets, gardens, ring roads, buildings, and rivers. Georeferenced image analysis, complemented by database consultation, for example to retrieve elevation data, generates this cellular model. Then, this model is converted into a system made of interconnected processes, that can reproduce many collective behaviors, whether physical or digital.We have developed a cellular automata that models sound propagation, including reflection and refraction, working on a graphics accelerator. Finally, we have produced a coupling method between observation systems by sensor networks and physical systems.

Generating fully 3D terrains is a dificult task, meaning that we need to store a lot of data or do a lot of computing or both. We can reduce or completly eliminate the data srorage by using a procedural approch, but this is where the problem gets realy computationaly costly and the CUDA platform comes in. CUDA kernels runinng parallely on graphic accelerators can rapidly decrease time needed for computation, allowing even these complex calculations to work in real time or even better. Finding its use in game or movie industry.