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1 \chapter{序論}
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2 \pagenumbering{arabic}
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4 \section{研究背景と目的}
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6 現在、学生実験にて家庭用ゲーム機を用いたゲーム開発を行っている。
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7 過去に PlayStation や PlayStation 2、Game Boy Advance を用いており、
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8 近年では PlayStation 3 (以後 PS3) で動作するゲーム開発を行っている。
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10 PS3 には Fedora \cite{fedora} や Yellow Dog Linux \cite{ydl} といった
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11 Linux OS をインストールできるので、
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12 学生が今まで学んできた C や C++ といったプログラム言語を用いて
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13 Linux 上でプログラミングすることが可能となっている。
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14 しかし、PS3 のアーキテクチャである Cell は、複数の SPE を使用する
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15 並列プログラミングが求められている。
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16 逐次型プログラミングを学び、並列プログラミングの経験が浅い学生にとって、
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17 このような Cell アーキテクチャを理解した上でゲームを実装することは困難である。
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18 また、制作したゲームを他のゲーム機に移植したり、過去に制作したゲームを
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19 PS3 に移植するといった場合、アーキテクチャ間の差を埋めるためプログラムを
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20 大幅に書き換える必要がある。
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22 この様な問題があることから、例年、学生実験の期間である約3ヶ月のうちの大半を
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23 アーキテクチャの勉強にあて、残りの期間内でゲーム開発を行っている。
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24 そのため、制作されたゲームの完成度が一定以上にならない。
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25 また、現在 PS3 ゲーム開発用フレームワークが存在しないことで、学生が
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26 一からプログラミングしていく必要がある。
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28 そこで我々は、Cell のような Many Core Architecture を用いた、
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29 並列プログラムの開発をサポートするフレームワークとして
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30 Fine Grain Task Manager を提案する。
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32 この TaskManager を用いた開発行程は以下の様になる。
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34 \begin{enumerate}
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35 \item 逐次型プログラム \label{path1}
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36 \item データやコードを分割したプログラム \label{path2}
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37 \item 並列に動かすプログラム \label{path3}
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38 \end{enumerate}
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40 これらのステップ毎にプログラムの仕様やアルゴリズムを確かめ、
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41 テストやデバッグを行い信頼性を確保しながら開発を進める。
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43 本研究での Fine Grain Task の単位は、サブルーチンまたは関数とする。
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45 現在 TaskManager は PS3、Linux、MacOSX といった複数の環境で動作するので、
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46 学生が自分のマシンで開発行程 \ref{path1} や \ref{path2} を行い、
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47 最終的に開発行程 \ref{path3} を PS3 上で実行する、ということが可能となる。
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49 この TaskManager を用いたゲーム開発フレームワークが Cerium である。
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50 Cerium は、オブジェクトのデータやその振る舞い、またはゲームのルールなど
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51 ゲームを構成する場面(シーン)を木構造で持つ Scene Graph、
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52 OSMesa に代表される Rendering Engine、そしてそれらの実行単位を Task とし、
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53 動的に全てのコアが動作する様な割り振りを行うカーネル TaskManager で
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54 構成されている。
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56 \section{論文の構成}
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57 第\ref{chapter:cell}章では Cell の詳細な仕様と、
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58 使用できる基本的な機能の説明を述べる。
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60 第\ref{chapter:manycore}章では Many Core Architecture 上での
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61 プログラミングの要素や難しさを考察し、並列プログラムの処理能力や
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62 信頼性を確保するための開発行程を紹介する。
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64 第\ref{chapter:taskmanager}章では Task Manager の実装と User API を述べ、
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65 TaskManager を用いた基本的な並列プログラムを紹介する。
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67 第\ref{chapter:cerium}章では Cerium を構成する機能の紹介と実装を述べる。
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68 また、実際に学生に制作してもらったゲームを紹介し、
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69 その有用性を述べる。
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71 %学生からユーザとしての
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72 %Cerium の使用の評価を紹介する。
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74 第\ref{chapter:compare}章では TaskManager や Cerium と同じく、
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75 並列プログラミングのフレームワークである OpenCL や 、Cell 上で動作する
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76 レンダリングエンジンである Gallium を紹介し、それらとの比較を行う。
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78 第\ref{chapter:conclusion}章においてまとめと今後の課題とする。
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