Last year evolution of interactive 3D graphics became quicken when emerged high level programming language of interactive shaders and their creation tools. In this project I found out and chose all information about interactive shaders and their practice. I explored interactive shaders creation tools, analyzed Cg-HLSL programming language and how to practice it for three-dimensional graphics system. In this project I reviewed Cg and HLSL implementation and I built few examples of interactive shaders effects.

Rapporten beskriver design, utveckling och testning av det funktionella shaderspråket FSL i syftet att avgöra om funktionell paradigm gör shaderspråk enklare att förstå och använda än den existerande imperativa paradigmen. Implementationen presenterar tekniker för att kompilera de funktionella språkkonstruktionerna typinferens, funktionsvärden och automatisk generalisering till HLSL. För jämförelse introduceras också språket PSL, en imperativ motsvarighet till FSL. Resultatet bedöms genom ett blindtest där FSL och PSL presenteras till två separata grupper och testas genom tre provuppgifter. Undersökningen visade att personer som testade det funktionella språket svarade mer negativt på språkets designbeslut, men att båda grupperna presterade lika bra på uppgifterna. Förslag på hur arbetet kan användas som grund för en djupare studie om funktionell grafikprogrammering presenteras. Till sist diskuteras olika sätt att bygga på FSLs tekniska bas för att implementera andra funktionella språkverktyg.

This Master thesis describes the design and implementation of particle system and a user interface of tool for fireworks design and simulation. The engine uses an XNA framework and an HLSL shading language. The thesis also compares applications focused on designing and simulation of fireworks. Applicability and demandings of applications for designing and simulation of fireworks  among Czech and Slovak companies  dealing professionally with firework  are  analysed as well.

The digitalization leads to that many physical solutions are replaced by digital once. Especially in the surveillance and security business have humans been replaced by cameras which are monitored from a remote location. As the power of the computers has increased, live video can be analyzed to inform the controller about anomalies which a human eye could have missed. SAAB – Air Traffic Management has a digital solution to provide Air Traffic Service which is called Remote Tower. This project will come up with a recommendation on how SAAB can dynamically render overlay based on live video, which marks the runways and taxiways on the airfield.

Shader programming is important for realistic material and global illumination real-time rendering, especially in 3D industrial fields nowadays, more and more customers of Visual Components Oy, a Finnish 3D software company have been found to be no longer only content with the correct simulation result, but also the result of realistic real-time rendering. This thesis project will provide a deep research on real world material classification, property definition and global illumination techniques in industrial fields. On the other hand, the Shader program for different materials and global illumination techniques are also created according to the classification and definition in this thesis work. Moreover, an external rendering tool Redway3D is evaluated as the reference and regarded as the considerable solution in the future development work.

This report describes a basic implementation of scene voxelization within the Frostbite engine created by EA Frostbite. The algorithm supports dynamic scenes by voxelizing in real-time using the Graphical Programming Unit. The voxel grid is stored inside a buffer with a binary representation using clip mapping and multiple levels of detail. An ambient occlusion algorithm is implemented to show the benefits of the structure. Results from running the application within the engine is presented, both with figures showing the resulting image and timings for diifferent parts of the algorithm. Several future improvements to make the algorithm more competitive is presented as well.

Genom att skapa shaders kan datorspelsutvecklare åstadkomma en uppsjö av visuella effekter. Det enda som sätter gränserna är fantasin och prestandan. En av de största spelmotorerna på marknaden är Unity Engine (Unity Technologies, 2005). Det finns två utvecklingsmetoder för att skapa shaders i Unity; genom det visuella verktyget Unity Shader Graph eller genom att programmera i High-Level Shading Language. Fördelen med Unity Shader Graph är dess användarvänlighet. Kan en följd av denna användarvänlighet vara en nackdel på resultatets prestanda?  Denna studies syfte är att undersöka prestandaskillnader mellan shaders implementerade med High-Level Shading Language kontra Unity Shader Graph. Detta undersöktes genom att skapa tre shaders i Unity Shader Graph och sedan tre utseendemässigt liknande shaders i High-Level Shading Language. Efter skapandet, optimerades shadersarna skapta med High-Level Shading Language genom optimeringstekniker föreslagna av Crawford och O’Boyle (2018). Resultatet visade att inga starka kopplingar kunde göras mellan användandet av Unity Shader Graph och försämrad prestanda. Testresultaten var inte konklusiva, vissa shaders presterade bättre på en hårdvara men sämre på alternativ hårdvara. Vid 3 av 6 test presterade de jämförda shadersarna utan en signifikant prestandaskillnad. / <p>Det finns övrigt digitalt material (t.ex. film-, bild- eller ljudfiler) eller modeller/artefakter tillhörande examensarbetet som ska skickas till arkivet. </p><p>There are other digital material (eg film, image or audio files) or models/artifacts that belongs to the thesis and need to be archived.</p>

Inom spelutveckling vill utvecklare gärna använda sig av visuella effekter för sina spel och genom shaderprogram kan en mångfald av visuella effekter skapas. Det som hindrar spelutvecklare från att använda sig utav alla visuella effekter de vill ha med i spelet är prestandan. Alla användare har inte tillgång till den senaste hårdvaran och kan ha minimikrav på prestandan hos ett spel. Spelbranschen går dessutom mer mot mobila spel (ISFE &amp; EGDF 2021, ss. 18-19). Mobiler har begränsade resurser och har inte lika mycket processorkraft för grafik som en dedikerad grafikprocessor kan ge. Syftet med denna studie är att undersöka om det finns en skillnad i prestanda på shaders som implementerats med Unreal Material kontra High-Level Shading Language. Detta gjordes genom en implementation i varje språk av två shadereffekter. Efteråt konstruerades två renderingsintensiva scener där tidsmätningar på varje implementation genomfördes. Resultatet av detta kunde inte visa på någon koppling mellan vilket implementationssätt som användes och skillnad i prestanda. Resultaten av testerna kunde endast peka på en försumbar skillnad i prestanda.