Mandelbrot-Sets mittels Shadern berechnen

17.05.2019

Nachdem ich in den letzten verregneten Tagen auf Youtube in den Videos von Numberphile versunken bin, hat mich eines davon angestachelt, mich selbst mit dem Mandelbrotset zu beschäftigen. Als ich dann noch Code fand, der behauptete, das auf einer Graphikkarte mittels Shadern berechnen zu können, war es um mich geschehen...

Ich habe wahrscheinlich als einziger, der sich beruflich und als Hobby mit Computern und Softwareentwicklung beschäftigt bis in mein hohes Alter noch nie versucht, ein Mandelbrot-Set selbst zu berechnen und darzustellen.

Durch diverse Videos - wie etwa dieses hier:

@youtube.com

bin ich auf die Idee gekommen, dies auch einmal zu probieren. Noch etwas halbherzig ging ich daran, im Netz nach Java (Ja, ich weiß: Java ist nicht die performanteste Sprache für so etwas...) Versionen zu suchen, als ich elektrisiert innehielt: Dieser Link behauptete, eine solche Version zu präsentieren, die die eigentliche Berechnung auf die Shader einer Graphikkarte auslagerte!

Dieser Artikel war allerdings schon sehr alt - er schloss mit den Worten, dass die OpenGL-Bindings für Java (JOGL) nicht mehr gepflegt werden und sich der Autor wieder melden würde, sobald an dieser Front wieder Bewegung wahrzunehmen wäre. Der Autor hat sich seitdem diesbezüglich nicht mehr gemeldet - aber das ist ja kein Grund zum Aufgeben...

Nach einigen Stunden Haare raufen hatte ich es dann geschafft: Das Programm lief auch bei mir mit der aktuellen Version von JOGL und einigen Erweiterungen: unter anderem hatte ich es geschafft, Interaktivität hineinzubringen und man kann jetzt an interessanten Stellen Screenshots vom aktuellen Berechnungsstand erstellen und abspeichern.

Nachdem ich den Code ein wenig weiter aufgeräumt habe, habe ich den Stand auf Github präsentiert - der Originalcode war (für mich) nur als Zip-Archiv zu finden.

Hier nun noch ein paar Links, die mir dabei geholfen haben, das Projekt in Betrieb zu nehmen:

Artikel, die hierher verlinken

GPU-Programmierung in Java revisited

29.07.2020

Ich habe vor einiger Zeit darüber berichtet, wie man die GPU einer Graphikkarte auch zur Unterstützung und sogar Beschleunigung komplexer Berechnungen aus Java-Anwendungen heraus benutzen kann. Es ist sogar möglich, für einfache Berechnungen Graphikkarten, die das von Haus aus nicht beherrschen, dazu zu bringen, mit doppelter Genauigkeit zu rechnen.

Julia-Mengen mit Shadern umgesetzt

11.08.2019

Nachdem ich begonnen hatte, mich anlässlich der neu erwachten Leidenschaft für das Mandelbrot-Fraktal mit Shaderprogrammierung zu befassen, habe ich ein weiteres verwandtes System in Angriff genommen:

Doppelte Genauigkeit in Java

03.08.2019

Ich berichtete hier bereits von den durch die Einschränkungen der Fließkomma-Arithmetik-Implementierungen in modernen Computersystemen zu beachtenden Ungenauigkeiten in numerischen Computersimulationen am Beispiel nichtlinearer dynamischer Systeme. Nach meinen ersten Versuchen der Shaderprogrammierung habe ich eine weitere Methode untersucht, dieser Ungenauigkeiten mit vertretbarem Aufwand Herr zu werden...

Doppelte Genauigkeit beim Rechnen mit Shadern

30.07.2019

Nachdem ich den im Netz gefundenen Code zur durch die Shader der Graphikkarte unterstützten Berechnung des Mandelbrotfraktals entstaubt und auf Github bereitgestellt habe, habe ich nun den nächsten Schritt getan: Es ging zwar schnell, allerdings war ich mit der einfachen Genauigkeit der Shader nicht zufrieden, die bereits bei relativ moderaten Zoomstufen nicht mehr ausreicht: ich wollte doppelte Genauigkeit!

Fährnisse des Buildprozesses unter Windows

17.07.2019

Nachdem ich begonnen hatte, mich mit der Beschleunigung der Berechnung des Mandelbrot-Fraktals unter Zuhilfenahme der Shadereinheiten in Graphikkarten zu beschäftigen und erste Erfolge feiern konnte, wollte ich das mal auf einer richtigen Graphikkarte ausprobieren...

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Vor 5 Jahren hier im Blog

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Manche nennen es Blog, manche Web-Seite - ich schreibe hier hin und wieder über meine Erlebnisse, Rückschläge und Erleuchtungen bei meinen Hobbies.

Wer daran teilhaben und eventuell sogar davon profitieren möchte, muß damit leben, daß ich hin und wieder kleine Ausflüge in Bereiche mache, die nichts mit IT, Administration oder Softwareentwicklung zu tun haben.

Ich wünsche allen Lesern viel Spaß und hin und wieder einen kleinen AHA!-Effekt...

PS: Meine öffentlichen GitHub-Repositories findet man hier - meine öffentlichen GitLab-Repositories finden sich dagegen hier.