GPU画像処理とは何ですか？

グラフィックスプロセッシングユニット（GPU）は中央処理装置（CPU）と同様のハードウェアですが、画像専用に作成され、それによって実行される機能はGPU画像処理として知られています。 CPUや他のほとんどの画像プロセッサとは異なり、GPU画像処理は、画像が2次元（2D）であっても、すべての画像を3次元（3D）画像として扱います。 複雑な画像には多くの場合テクスチャがあり、GPUは多くのテクスチャを一度に読み込むことができます。 ピクセルごとに完璧な色を得るために、GPUはピクセルシェーダーを使用します。 ユーザーが画像をレイヤーできるようにするグラフィックデザインアプリケーションは多数ありますが、GPUはこれらの画像を読み込むように最適化されています。

ほとんどの画像処理言語とハードウェアは2D画像と3D画像を分割します。これは、通常、両方に異なるレンダリングと処理技術が必要なためです。 GPU画像処理では、すべてが3D画像として扱われ、ロードされます。 GPUは、2D画像を縮小された3D画像として扱う方法で作成されており、これには一定の利点があります。 GPUはより複雑な画像を処理するように設定されているため、2D画像の読み込み速度が向上し、GPUはこれらの画像に必要な多くの要素を読み込む準備ができているため、3D画像をすばやく読み込むことができます。

テクスチャは、多くの画像、特にグラフィックデザインプログラムで作成された画像で使用されます。 これらのテクスチャは余分な詳細を追加しますが、適切にロードするにはより多くのメモリも必要です。 GPU画像処理では、約16個以上のテクスチャを一度に読み込むことができます。これにより、テクスチャ付き画像の読み込み速度とテクスチャの適用速度が向上します。

画像の各ピクセルには固有の色と陰影があります。画像を読み込むときは、この情報を一致させることが重要です。 これを適切に行うために、GPU画像処理ではピクセルシェーダーを使用します。 通常、一度に動作する多くのシェーダーがあり、それぞれがGPUに各ピクセルに必要な色と陰影を正確に伝えます。

多くのグラフィックデザインプログラムは、レイヤー化された画像、またはレイヤー化された多数の画像から作成された合成画像を作成できますが、GPUがない場合、これらの画像を作成する際にいくつかの問題があります。 CPUはグラフィックの読み込み用に最適化されていないため、これらの画像の読み込みには時間がかかることが多く、合成画像の作成時にグラフィックデザインプログラムが遅れたりクラッシュしたりすることもあります。 GPU画像処理では、これらの画像の読み込みが速くなるだけでなく、GPUにより画像の混合が改善されます。