Archiwum

A A A

GeForce3 - kolejny przełom

Juliusz Kornaszewski

W tym artykule:

(Strona 3 z 4)


Efekty nfiniteFX + blinn bump mapping wygiętej blachy

Teraz wygładzamy

Już od dawna firmy projektujące układy graficzne zmagały się z problemem wygładzania "postrzępionych krawędzi obiektów". Powstały dwie koncepcje zniwelowania tego efektu. Pierwsza, zastosowana przez inżynierów 3Dfx w produkcie Voodoo5, nosiła nazwę Multi sampling, natomiast konkurencyjną metodę nVidii nazwano Super sampling.

Mechanizm działania trybu Quincunx Filtrowanie w celu uzyskania obłych krawędzi obiektów polega w skrócie na mieszaniu sąsiadujących ze sobą pikseli otaczających krzywe. Metoda Super sampling, zaimplementowana przez nVidię w dotychczasowych produktach, opierała się na prostym rozwiązaniu zwielokrotniania rozdzielczości klatki (2 lub 4 razy). Każdy piksel, z którego składał się obraz, miał odpowiednio więcej (w zależności od trybu zwielokrotnienia rozdzielczości) kopii własnego obrazu, które przechowywane w back buforze (obszar obrazu gromadzonego w tle w buforze klatki podczas podwójnego buforowania), a następnie poddane obróbce, składały się na ostateczny wygląd piksela wyświetlanego na ekranie. W ten sposób uzyskiwano zadowalające efekty wygładzenia. Jednak ogromna moc obliczeniowa niezbędna do przetworzenia pomnożonych klatek powodowała drastyczny spadek wydajności układu.

Obecnie Super sampling antialiasing jest obsługiwany przez karty wyposażone w chipsety GeForce i ATI Radeon. unkcja ta jednak działa tylko rozdzielczości 800 x 600 pikseli, kiedy to (w przypadku korzystania z poczwórnego antyaliasingu) rozdzielczość obrazu przetwarzania w back buforze wzrasta do 1600 x 1200 pikseli.

Rodzaje antyaliasingu i osiągane efekty W GeForce3 nNVidia zastosowała zmodyfikowany Multi sampling, opracowany przez inżynierów 3Dfx. W stosunku do Super samplingu uaktywnienie efektu wygładzania nie powoduje tak znacznego spadku wydajności. Nowy mechanizm o nazwie HRAA (antyaliasing wysokiej rozdzielczości) wykorzystuje próbki pikseli przechowywane w back buforze, aby następnie korzystając z rozszerzonych możliwości porównywania sąsiadujących pikseli (funkcja wspierana sprzętowo przez GeForce3), zastosować tę samą mapę tekstur dla wszystkich pikseli. Oprócz znanych dotychczas standardowych trybów AA 2 i 4x dodano nowy tryb o nazwie Quincunx. Pozwala on na uzyskanie efektu wygładzania zbliżonego jakością do znanego z trybu 4x przy zachowaniu wydajności charakterystycznej dla pracy w trybie 2x. Dzieje się tak dlatego iż podczas pracy w trybie Quincunx są pobierane próbki sąsiadujący pikseli, a nie tworzone nowe próbki dla każdego pojedynczego piksela.

Przy zastosowaniu zarówno metody Qincunx, jak i standardowej AA 4x zwiększenie wydajności w porównaniu z układami GeForce2 Ultra wynosi ok. 40-50%.

Transfer pamięci z prędkością światła

Obróbka graficzna coraz bardziej skomplikowanych obiektów przedstawionych we wszelkiego rodzaju aplikacjach wymaga zastosowania w kartach graficznych rozwiązań, oferujących ponadprzeciętne możliwości, jeśli chodzi o przepustowość szyny pamięci.

Ma to szczególne znaczenie w przypadku pracy w wysokich rozdzielczościach z uaktywnioną 32-bitową głębią kolorów. Dotychczas producenci zapewniali zadowalającą przepustowość, zwiększając prędkość taktowania modułów pamięci i powiększając wielkość bufora kadru. Karty oparte na chipsecie GeForce2 Ultra korzystały z modułów pamięci taktowanych z prędkością 460 MHz, co teoretycznie pozwoliło na osiągnięcie przepustowości pamięci na poziomie 7,3 GB/s. Jednak szybko się okazało, że najistotniejsze w procesie zwiększania przepustowości nie jest osiąganie maksymalnych możliwości transferu przez zwiększanie prędkości taktowania, lecz zmniejszanie opóźnień między odczytem a transferem danych. W związku z tym specjaliści z nVidii opracowali rewolucyjny i genialny w swojej prostocie kontroler pamięci (Crossbar Memory Controller), który składa się z czterech pojedynczych minikontrolerów o przepustowości 64 bitów każdy. Minikontrolery kontaktują się między sobą, pracując tak, aby maksymalnie skrócić czas dostępu.

Schemat działania rewelacyjnego kontrolera pamięci Podział na minikontrolery sprawia, iż takie rozwiązanie jest znacznie bardziej efektywne niż zastosowanie jednego 256-bitowego kontrolera DDR-SDRAM. Dlatego nie należy porównywać wyłącznie teoretycznych, maksymalnych przepustowości, podawanych w specyfikacjach technicznych kart graficznych. Przykładowo, mimo iż wg specyfikacji GeForce3 ma mniejszą w stosunku do starszego GeForce2 Ultra maksymalną zdolność wypełniania -fill rate - (800 do 1000 Mpiksel/s), to jednak zastosowanie nowatorskiego kontrolera pamięci - Crossbar Memory Controller - sprawiło, iż nowy układ działa znacznie szybciej i wydajniej.

Kolejną funkcją, której celem jest ograniczenie do niezbędnego minimum ilości danych, które muszą być przesyłane za pomocą szyny AGP, jest funkcja Microsoftu: high order surfaces. W czasach gdy pojawiają się coraz nowocześniejsze i szybsze karty graficzne, umożliwiające pracę w wysokich rozdzielczościach, szyna AGP musi przesyłać ogromne ilości danych, co przy ograniczeniach technologicznych związanych z określoną maksymalną przepustowością szyny AGP powoduje, iż staje się ona wąskim gardłem wydajność układu graficznego. High order surfaces - rozwiązanie zaproponowane przez Microsoft - polega na tym, iż obiekty składające się z krzywych miałyby być opisane jedynie kilkoma punktami kontrolnymi, zawierającymi informacje o współrzędnych geometrycznych danego obiektu. GeForce3 wspiera obsługę tej funkcji i może interpretować dane o punktach kontrolnych zamiast trójkątów. W momencie odczytu przez chipset funkcji matematycznych, opisujących punkty kontrolne, następuje ich przetworzenie na trójkąty (proces ten nazywa się "tesselacja"). Aby funkcja ta była aktywna, programiści już podczas tworzenia aplikacji muszą wprowadzić modyfikacje kodu umożliwiające jej wsparcie.

« wstecz 1 234 dalej »

Wystaw ocenę:

Średnia ocena:

(Głosów: )

» Dodaj komentarz

Komentarze

Redakcja PC World nie ponosi odpowiedzialności za wypowiedzi Internautów opublikowane na stronach serwisu oraz zastrzega sobie prawo do redagowania, skracania bądź usuwania komentarzy zawierających treści zabronione przez prawo, uznawane za obraźliwie lub naruszające zasady współżycia społecznego. Osoby zamieszczające wypowiedzi naruszające prawo lub prawem chronione dobra osób trzecich mogą ponieść z tego tytułu odpowiedzialność karną lub cywilną.