Grafika 3D

Gry jak film kinowy - takim hasłem wabi nowa generacja kart graficznych. Opiszemy, czego można spodziewać się po grafice gier w roku 2003.

Gry jak film kinowy - takim hasłem wabi nowa generacja kart graficznych. Opiszemy, czego można spodziewać się po grafice gier w roku 2003.

Wreszcie otwierają się drzwi do maszynowni, chyba udało się dotrzeć do ostatniego poziomu. Jeszcze tylko dwa kroki do tablicy rozdzielczej, a tu wyskakuje jak diabeł z pudełka ten przeklęty olbrzymi potwór. "Game over"! Jak coś takiego może się zdarzyć w uczciwie zaprojektowanej grze? A może sztuczna inteligencja oszukuje? Korzystasz z opcji Quickload i tym razem ostrożniej zbliżasz się do narożnika. Rozproszone cienie na podłodze są nieostre; nagle migotliwe światło leniwie kołyszącej się lampy rzuca cień łapy uzbrojonej w pazury - a więc bestia czyha z prawej strony, chyba powinieneś sobie z nią poradzić... Ta scena mogłaby być wyjęta z oczekiwanej wkrótce gry "Doom 3", której realistyczne efekty oświetleniowe po raz pierwszy umożliwią tak subtelne gry cieni. Tego rodzaju czary świetlne umożliwia najnowsza technologia kart 3D i talent programistów. W pełni programowalne akceleratory 3D w rodzaju GeForce FX czy Radeona 9700 stanowią, ze względu na rozszerzone możliwości jednostek cieniowania, zupełnie nową generację układów 3D. Możliwości tej techniki i jej znaczenie dla gier komputerowych można porównać tylko z rewolucją, jaką spowodowały pierwsze modele GeForce z jednostką T&L (Transform & Lighting) w roku 1999.

Trend 1. Gry w jakości filmowej

Strzelanka Stalker wykorzystuje wiele funkcji specjalnych DirectX 9, ale ten tytuł ukaże się dopiero na początku 2004.

Strzelanka Stalker wykorzystuje wiele funkcji specjalnych DirectX 9, ale ten tytuł ukaże się dopiero na początku 2004.

Najważniejszą obietnicą w związku z nową generacją kart 3D jest "Cinematic Computing", czyli gry w jakości kinowej - slogan, którym NVIDIA reklamuje nową kartę GeForce FX. Jeżeli jednak oczekujesz już w roku 2003 takiej grafiki w grach komputerowych, jaką można zobaczyć w kinie w filmach Shrek czy Potwory i spółka, będziesz rozczarowany. NVIDIA używa wprawdzie w materiałach przedstawiających możliwości GeForce FX scen z komputerowego filmu Final Fantasy, jednak nawet jeśli przeliczane są tam jednocześnie setki tysięcy wielokątów, to można wątpić, czy tego rodzaju obrazy powstające w czasie rzeczywistym pojawią się w najbliższej przyszłości na ekranach komputerów. Można w każdym razie oczekiwać, że gry anno 2003 bardzo się przybliżą do jakości kinowej. Z technicznego punktu widzenia jest to możliwe, gdyż zawierają znacznie więcej wielokątów, niż wcześniejsze tytuły, w dużym stopniu obsługują też nowe funkcje jednostek cieniowania. Już "Unreal 2" ma ponad dwieście razy więcej trójkątów niż leciwy poprzednik. Oznacza to ładniejsze, bardziej realistyczne otoczenie, lepsze oświetlenie i więcej detali w poszczególnych obiektach i postaciach.

Trend 2. Bez jednostek cieniowania ani rusz

Doom 3 z pewnością tworzy nowe standardy, jeśli chodzi o klimat gry, ale i sam jej przebieg też może skorzystać na nowej technice 3D.

Doom 3 z pewnością tworzy nowe standardy, jeśli chodzi o klimat gry, ale i sam jej przebieg też może skorzystać na nowej technice 3D.

Najważniejszym elementem umożliwiającym płynną grę przy najwyższej jakości obrazu jest w roku 2003 karta graficzna z obsługą jednostek cieniowania pikseli i wierzchołków. Mogą to być wszystkie modele GeForce4 Ti (z wyjątkiem serii MX) oraz karty z serii 9000 firmy ATI. Programowalne jednostki cieniowania obliczają efekty specjalne niezależnie od głównego procesora. Jeżeli na przykład projektant chce, by trawa pochylała się pod wpływem wiatru, nie musi w tym celu poruszać każdego pojedynczego źdźbła. Wystarczy zastosować jednostkę cieniowania "wiatr" w odniesieniu do trawy. Jeżeli w trawę trafia pocisk, odpowiednia jednostka cieniowania może spowodować powstanie śladu trafienia. Tego rodzaju efekty programiści muszą jednak opracowywać z uwzględnieniem interfejsu programowego. Wielu z nich odstraszały skromne możliwości jednostek cieniowania pierwszej generacji (DirectX 8). Wprawdzie możliwości zawarte w DirectX 9 są już dużo większe, jednak pakiet ten ukazał się zaledwie przed świętami Bożego Narodzenia. Legenda wśród programistów John Carmack już na początku 2002 ogłosił, że karta z jednostkami cieniowania jest niezbędna do gry "Doom 3", co łatwo wyjaśnić - jego gry wykorzystują inny interfejs graficzny, a mianowicie OpenGL. Jest on bardziej elastyczny, a jednostki cieniowania można łatwiej dostosować do specyficznych potrzeb, niż w DirectX. Większość programistów ogranicza się jednak do gotowych efektów i procedur pakietu DirectX Microsoftu. Producenci kart graficznych reklamują nowe karty jako zgodne z DirectX 9. Ważne dla graczy: w ten sposób karty te są przygotowane do współpracy z nową generacją gier z fantastycznymi efektami oświetleniowymi.

Trend 3. Większe tekstury

Zapowiedziano już, że karta GeForce FX będzie wyposażona w pamięci DDR2 taktowane z częstotliwością 500 MHz (efektywnie 1 GHz). Według niepotwierdzonych informacji, ATI również planuje wyposażyć w nowe pamięci kartę R350, następczynię Radeona 9700 (kryptonim R300). Szybkość pamięci jest czynnikiem decydującym o wydajności karty 3D, gdyż wszystkie wielokąty i tekstury muszą być przechowywane w pamięci karty. Bardzo obecnie reklamowana technologia AGP 8x nie na wiele się tu przydaje. Już "UT 2003", która ukazała się we wrześniu 2002, zawiera prawie 1,4 GB skompresowanych tekstur. Oczywiste jest, że nie pomieści ich pamięć karty o wielkości 256 czy nawet 512 MB, nawet jeśli jednorazowo ładowane są tylko grafiki do jednego poziomu. Dużo więcej niż AGP 8x daje nawet w starszych grach powiększenie pamięci karty graficznej do 128 lub jeszcze lepiej - do 256 MB. Do testu użyliśmy benchmarku Botmatch-Citadel z "UT 2003". Obfitujące w wiele detali gry "Doom 3" czy "Stalker" wykorzystują jeszcze więcej pamięci. Obie użyte przez nas karty (GeForce4 Ti 4200 8x) były wyposażone w 128 i 64 MB pamięci, a wielkość pamięci AGP została ustawiona w BIOS-ie. Na naszym przeciętnym komputerze do gier, wzbogaconym o dodatkowe 256 MB RAM (Athlon XP 1800+, KT 133 A, 512 MB PC-133 SDRAM) gra działała o 27 procent szybciej ze 128 MB pamięci na karcie. Dopiero gdy w wersji z 64 MB pamięci na karcie ograniczono wielkość pamięci AGP do 4 MB, wydajność zbliżyła się do poziomu wersji ze 128 MB pamięci na karcie. Tak więc, gdy tylko umożliwisz w sterowniku przeładowanie tekstur do pamięci głównej komputera, wydajność spada. Pokazuje to, jak powolna jest pamięć AGP w porównaniu z pamięcią lokalną karty graficznych i ile korzystają gry z dużymi teksturami na dużej ilości pamięci lokalnej.

Trend 4. Atmosfera przez kolor

Wszyscy producenci reklamują zwiększoną precyzję oddawania barw swoich nowych układów grafiki. W wypadku efektów oświetleniowych można przedstawić w ciągłym przebiegu więcej odcieni jednego koloru. Graczom jest przy tym raczej obojętne, czy rzecz nazywa się "GigaColor", jak u Matroksa, czy też "128 Bit Floating Point Color Precision", jak u NVIDII. Trzeba przyznać, że wpływa to korzystnie na atmosferę, szczególnie w ciemnych scenach, jak choćby w opisanej na początku sekwencji. Cień może mieć na przykład wiele odcieni szarości zamiast prostej czerni. Jak zawsze, tak i tutaj obowiązuje jedna zasada - dopiero gdy producenci gier uwzględnią w nich nowe możliwości kart graficznych, nasze oczy będą miały z tego korzyść.

Trendy grafiki 3D

Programowalne jednostki cieniowania, szczególnie w DirectX 9, dają autorom gier dużo więcej swobody i umożliwiają tworzenie znacznie bardziej realistycznych scen.

AGP 8x okazuje się chwytem marketingowym - nawet jeśli na rynku pojawią się gry z dużymi teksturami, ta technika niewiele im pomoże. Przeładowanie tekstur do pamięci głównej trwa zbyt długo.

PCWK radzi: Nie doczekamy się jeszcze w roku 2003 gier o jakości kinowej. Nowa ich generacja dostarczy mimo to wielu widowiskowych efektów. Aby ich nie stracić, musisz mieć kartę graficzną z obsługą DirectX 9.


Zobacz również