اپلیکیشن اندرویدی فلش‌کارت آموزشی بهینه‌سازی رندرینگ و شبیه‌سازی در VR/AR

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره بهینه‌سازی رندرینگ و شبیه‌سازی در VR/AR

موضوع کلی: برنامه نویسی

موضوع میانی: محاسبات سطح بالا (High-Performance Computing)

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر واقعیت مجازی (VR) و واقعیت افزوده (AR)
• 2. مفاهیم کلیدی محاسبات سطح بالا (HPC)
• 3. ارتباط بین HPC و رندرینگ در لحظه (Real-Time)
• 4. معماری سخت‌افزار مدرن: CPU، GPU و حافظه
• 5. آشنایی با سخت‌افزارهای VR/AR: هدست‌ها و سنسورها
• 6. پایپ‌لاین رندرینگ گرافیکی: از مدل تا پیکسل
• 7. مبانی ریاضیات برای گرافیک: بردارها و ماتریس‌ها
• 8. تبدیلات سه‌بعدی: جابجایی، چرخش و مقیاس
• 9. مفاهیم فضای جهانی، محلی و دید (World, Local, View Space)
• 10. کواترنیون‌ها و کاربرد آن‌ها در چرخش‌های بدون قفل گیمبال
• 11. راه‌اندازی محیط توسعه: موتورهای بازی‌سازی (Unity/Unreal)
• 12. آشنایی با پروفایلرها: ابزار شناسایی گلوگاه‌ها
• 13. تحلیل فریم و درک مفهوم Frame Time و FPS
• 14. گلوگاه‌های CPU در مقابل گلوگاه‌های GPU
• 15. مقدمه‌ای بر بهینه‌سازی: چه زمانی و چگونه بهینه‌سازی کنیم
• 16. کاهش Draw Call ها: مبانی و اهمیت
• 17. تکنیک‌های Batching: استاتیک و داینامیک
• 18. استفاده از GPU Instancing برای اشیاء تکراری
• 19. بهینه‌سازی مش‌ها و کاهش تعداد پلی‌گان‌ها
• 20. پیاده‌سازی سطوح جزئیات (LOD - Level of Detail)
• 21. حذف اشیاء خارج از دید (Frustum Culling)
• 22. حذف اشیاء پنهان شده (Occlusion Culling)
• 23. مبانی شیدرها: Vertex Shader و Fragment/Pixel Shader
• 24. زبان‌های برنامه‌نویسی شیدر (HLSL, GLSL, Cg)
• 25. تحلیل و بهینه‌سازی پیچیدگی شیدرها
• 26. کاهش محاسبات در فرگمنت شیدر
• 27. استفاده از محاسبات با دقت پایین‌تر (Half/Fixed Precision)
• 28. مدیریت متغیرهای شیدر و Ubershaders
• 29. فرمت‌های بافت (Texture) و فشرده‌سازی (Compression)
• 30. مدیریت حافظه ویدئویی (VRAM) برای بافت‌ها
• 31. استفاده از Mipmapping برای بهبود عملکرد و کیفیت
• 32. تکنیک Texture Atlasing برای کاهش تعداد متریال‌ها
• 33. بهینه‌سازی شفافیت و Overdraw
• 34. مبانی نورپردازی: نورهای داینامیک و استاتیک
• 35. تکنیک‌های پخت نور (Light Baking) و Lightmaps
• 36. بهینه‌سازی سایه‌های در لحظه (Real-Time Shadows)
• 37. تکنیک‌های Shadow Mapping و انواع آن
• 38. نورپردازی مبتنی بر فیزیک (PBR) و هزینه‌های آن
• 39. مقدمه‌ای بر Global Illumination و راه‌های بهینه‌سازی آن
• 40. بهینه‌سازی افکت‌های Post-Processing
• 41. مقدمه‌ای بر شبیه‌سازی فیزیک در VR/AR
• 42. موتورهای فیزیک و حلقه‌ی اصلی شبیه‌سازی
• 43. بهینه‌سازی تشخیص برخورد (Collision Detection)
• 44. فازهای Broad-Phase و Narrow-Phase در تشخیص برخورد
• 45. بهینه‌سازی Rigidbodies و اجسام فیزیکی
• 46. استفاده از لایه‌های فیزیک برای کاهش محاسبات
• 47. شبیه‌سازی‌های مبتنی بر CPU در مقابل GPU
• 48. مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی موازی
• 49. مفاهیم Thread، Process و Task
• 50. چند نخی (Multithreading) برای وظایف CPU-Bound
• 51. سیستم‌های مبتنی بر کار (Job System) و Fiberها
• 52. معماری داده‌گرا (Data-Oriented Design) و ECS
• 53. همگام‌سازی و مشکلات آن: Deadlocks و Race Conditions
• 54. مقدمه‌ای بر GPGPU: استفاده از GPU برای محاسبات عمومی
• 55. برنامه‌نویسی با Compute Shaders
• 56. انتقال داده بین CPU و GPU: چالش‌ها و بهینه‌سازی‌ها
• 57. ساختارهای حافظه در GPU: Global, Shared, Local
• 58. الگوهای موازی‌سازی داده (Data Parallelism)
• 59. بهینه‌سازی دسترسی به حافظه و Cache در CPU
• 60. الگوهای دسترسی به حافظه و تاثیر آن بر عملکرد
• 61. مفهوم Cache Coherency و False Sharing
• 62. تکنیک‌های Object Pooling برای مدیریت حافظه
• 63. کاهش و مدیریت Garbage Collection
• 64. چالش‌های رندرینگ استریوسکوپیک در VR
• 65. تکنیک Single Pass Stereo (Instanced) Rendering
• 66. کاهش زمان تاخیر (Latency): از ردیابی تا نمایش
• 67. تکنیک Asynchronous TimeWarp (ATW)
• 68. تکنیک Asynchronous SpaceWarp (ASW)
• 69. پیش‌بینی حرکت (Predictive Tracking) برای کاهش سرگیجه
• 70. رندرینگ Foveated ثابت و مبتنی بر ردیابی چشم
• 71. سایه‌زنی با نرخ متغیر (Variable Rate Shading - VRS)
• 72. رندرینگ Forward در مقابل Deferred برای VR
• 73. بهینه‌سازی رابط کاربری (UI) در محیط سه‌بعدی
• 74. مدیریت صحنه‌های بزرگ و Streaming داده‌ها
• 75. پیاده‌سازی سیستم‌های LOD پیشرفته برای مدل‌ها و انیمیشن‌ها
• 76. شبیه‌سازی جمعیت و سیستم‌های مبتنی بر عامل (Agent-Based)
• 77. بهینه‌سازی الگوریتم‌های هوش مصنوعی و مسیریابی (Pathfinding)
• 78. بهینه‌سازی سیستم‌های انیمیشن و Skeletal Animation
• 79. شبیه‌سازی مایعات و ذرات روی GPU
• 80. مدیریت شبکه و بهینه‌سازی برای تجربیات چندکاربره VR/AR
• 81. کوانتیزه‌سازی (Quantization) داده برای کاهش حجم شبکه
• 82. تکنیک‌های پیش‌بینی سمت کلاینت (Client-Side Prediction)
• 83. استفاده از ابزار RenderDoc برای دیباگ گرافیکی
• 84. استفاده از ابزار NVIDIA Nsight و AMD RGP
• 85. پروفایلینگ پیشرفته حافظه
• 86. مطالعه موردی ۱: بهینه‌سازی یک شبیه‌سازی آموزشی در VR
• 87. مطالعه موردی ۲: بهینه‌سازی یک پروژه معماری Real-Time در AR
• 88. بهینه‌سازی برای پلتفرم‌های موبایل و مستقل (Standalone VR)
• 89. مدیریت حرارت و مصرف باتری در دستگاه‌های همراه
• 90. رندرینگ ابری (Cloud Rendering) و استریمینگ برای VR/AR
• 91. روند‌های آینده: Neural Rendering و بهینه‌سازی با هوش مصنوعی
• 92. جمع‌بندی نهایی و ارائه پروژه عملی دوره
• 93. بهینه‌سازی هندسی: تکنیک‌های کاهش چند ضلعی و سطوح جزئیات (LOD).
• 94. تکنیک‌های سایه‌زنی پیشرفته: سایه‌زن‌های مبتنی بر فیزیک (PBR) و تاثیر آن‌ها بر عملکرد.
• 95. بهینه‌سازی بافت: فشرده‌سازی بافت، Mipmapping و Streaming بافت.
• 96. تکنیک‌های نورپردازی کارآمد: نورپردازی پخت (Baked Lighting)، نورپردازی حجمی و سایه‌های بلادرنگ بهینه.
• 97. پروفایلینگ و عیب‌یابی عملکرد: ابزارهای پروفایلینگ GPU و CPU و روش‌های شناسایی گلوگاه‌ها.
• 98. رندرینگ تک چشم و چند چشم: بررسی و بهینه‌سازی روش‌های رندرینگ برای VR/AR.
• 99. بهینه‌سازی حافظه: مدیریت حافظه GPU و CPU و کاهش بار حافظه در صحنه‌های پیچیده.
• 100. برنامه‌نویسی Shader و GPU: GLSL/HLSL و تکنیک‌های بهینه‌سازی کد Shader برای عملکرد بهتر.